[發明專利]一種用于煤炭電解液化的加氫催化劑的制備方法

無效

• 申請號: 201410688711.2
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104399525A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 郭冰峰;印仁和;陸黎明;湯芳
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;C25B3/00;C25B11/06
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

技術領域

本發明涉及一種用于煤炭電解液化的加氫催化劑的制備方法，特別是PVP-NiCoWB@SiO2催化劑的制備方法，屬于加氫催化劑的制備的技術領域。

背景技術

在石油資源日益緊缺的今天，針對我國“富煤、貧油、有氣”的能源資源結構現狀，煤炭液化技術作為一種煤炭綜合利用的有效手段，在制取高熱值，高效燃料油方面有著重要應用，同時對國家的能源安全有著重要的戰略意義。然而，傳統的煤炭液化過程是在400℃的高溫和10Mpa的高壓下進行的，這些苛刻的條件對儀器設備的要求很高，并且造成了很大的能量浪費，因此，我們提出采用電化學還原在特定催化劑作用下對煤炭進行電解加氫液化的新型方法。

煤的電解加氫液化是將煤在電解池內進行陰極加氫，轉化為可溶性的低分子有機產品，再對其進行進一步加氫得到可以利用的燃料和化工產品。如上所述，煤直接液化一般是在很高的溫度和壓力條件下，在催化劑和供氫溶劑的存在下將煤加氫直接轉化為液體燃料和化工產品的加工過程，煤的電化學加氫還原是利用電場勢能代替了高溫和高壓的條件，具有操作條件簡單，設備要求較低，經濟成本低的優點。煤炭樣品的狀態對于煤炭的液化產率影響很大，因此高效的電解加氫催化劑對于煤炭液化有著重要的作用。

NiCoWB系列催化劑已經在有機物的加氫反應中有所應用，由于B在催化劑中呈現負電態，因而使得煤漿溶液中可以產生更多的活性氫，因此加氫反應更為劇烈，我們采用電解方法代替傳統的高溫高壓法，對設備的要求更低，反應條件更為溫和，因此更加環保節能。

然而，在煤炭電解加氫液化的技術領域中，未見有相關加氫催化劑的制備和應用（寫在本領域中，存在的技術難點和問題，如應用催化劑的等，簡單幾句即可），本發明著力于此，開發一種能夠用于煤炭電解加氫液化的催化劑，其具有很大的比表面和電解加氫催化活性，能夠很好的適用于煤炭的電解液化中，并且可以有效地提高煤炭電解加氫的電流密度和液化產物產率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種煤炭電解加氫的催化劑，并將其應用到煤炭電解液化中。由本發明方法制備的加氫催化劑，其具有很大的比表面和電解加氫催化活性，能夠很好的適用于煤炭的電解液化中，并且可以有效地提高煤炭電解加氫的電流密度和液化產物產率。

更具體地，本發明的特點在于利用NiCoWB催化劑中B的電負態，在電勢能作用下，使得煤漿溶液中水更易電解為活性氫，從而產生煤炭加氫的效果。它的非晶態長程無序，短程有序的結構以及高的比表面積，使其具有更好的催化性能。本發明的操作方法簡單，更加環保節能，可以有效地提高煤炭電解加氫的電流密度和液化產率。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明一種用于煤炭電解液化的加氫催化劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括有以下步驟：

a、??????????????擔載體SiO₂的預處理：首先將約為300目，顆粒大小約為40μm的商業柱層層析硅膠進行焙燒，焙燒具體過程以10℃/min從室溫升溫至500℃，再在馬弗爐中保持5個小時后，冷卻至室溫得到預處理的擔載體SiO₂；

???b、混合鹽溶液的配制:首先配制鎳鹽水溶液，濃度為0.1M~0.5M，再配制鎢酸鹽水溶液，濃度為0.1~0.5M,最后配制鈷鹽水溶液，濃度為0.1M~0.5M,?然后將上述三種溶液混合，磁力攪拌2~5小時，得到混合鹽溶液；

???c、溶液分散劑和預處理的擔載體SiO₂的加入：將一定量的WM=58000的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）粉末分散劑和1g~4g所述預處理的擔載體SiO₂加入至所述混合鹽溶液中；磁力攪拌1~3小時后，得到含有分散劑和預處理的擔載體SiO₂的混合溶液；所述的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的加入量與混合鹽溶液中的Ni²⁺的質量比為（5~8）：1；

d、非晶態NiCoWB催化劑的生成：利用恒流儀以2~10r/min的速率將等體積的濃度為0.5M~2M的含B³⁺的水溶液加入到步驟c中得到的含有分散劑和預處理的擔載體SiO₂的混合溶液中，劇烈攪拌，生成黑色的非晶態NiCOWB催化劑；所述的含B³⁺的水溶液中的硼鹽可為NaBH4或KBH4中的任一種；B³⁺與Ni²⁺的摩爾比為1：（1~4）；