[發(fā)明專利]一種含釕鈷基費托合成催化劑及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510058008.8
• 申請日: 2015-02-04
• 公開（公告）號: CN104607223A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設計）人: 陳秉輝;劉曉娟;張諾偉;鄭進保
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B01J27/224
• 分類號: B01J27/224;C10G2/00;C07C9/04;C07C1/04
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭

技術領域

本發(fā)明涉及一種含釕鈷基費托合成催化劑的制備，具體地說是一種采用原位還原法負載釕的鈷基費托合成催化劑的制備方法及其應用。

背景技術

費托合成反應是指合成氣(CO+H₂)在催化劑上轉化成烴類的過程，費托合成的產物基本由直鏈烴和烯烴組成，具有無硫、無氮等特點，其產物可以通過裂解精制轉化成高品質油。因此費托合成是煤、天然氣或生物質等非油基資源間接轉化為液體燃料或化學品的一個關鍵步驟，多年來一直備受關注。

費托合成中常見的催化劑活性組分為Co、Ru、Fe，其中鈷基催化劑由于其高活性和穩(wěn)定性，被認為是以合成氣為原料氣的費托合成反應的最適宜的催化劑，因此成為當前費托合成研究的熱點。為了減小金屬載體間作用力，在費托合成催化劑制備過程中常引入其它金屬如：Ru、Au、Pt和Re等，這些助劑可以很好地提高Co物種的還原性，降低催化劑還原溫度，其中Ru是費托合成反應中最具活性的，能使催化劑在低溫下具有很高的活性。

費托合成催化劑中常見的催化劑載體為金屬氧化物載體如Al₂O₃、SiO₂、TiO₂等，然而這些金屬氧化物載體普遍存在一個問題，即在催化劑制備和反應過程中容易形成難以還原的Co₂SiO₄、CoAl₂O₄、CoTiO₃物種，降低催化活性，引起催化劑不可逆失活。

此外，費托合成催化劑的制備方法及制備條件的選擇決定了催化劑的表面活性組分的分散度、還原性，最終會影響催化劑的反應活性和C₅⁺選擇性。

CN102008960B涉及了一種氧化物載體負載鈷催化劑及其制備方法。催化劑以經硼酸或硼酸鹽改性處理的Al₂O₃或SiO₂為載體，處理后的載體含硼0.01-10wt％,載體采用浸漬法負載10-35wt％鈷，再通過后浸漬法或共浸漬法引入包括Mg、Ca、Ba、Ru、Zr、La、Ce和Pt中的一種或兩種金屬作為催化劑助劑。催化劑C₅⁺選擇性大于80％，CO轉化率為55％。

CN1136972C涉及一種費托合成鈷鋯催化劑，其含量為鈷：10.0-80.0％；氧化鋯15.0-85.0％；金屬氧化物0-5.0％。采用共沉淀法或浸漬法制備該催化劑，具體方法是首先形成共沉淀，然后浸漬活性組分。催化劑的CO轉化率為83％，具有優(yōu)良的反應性能，但C₅⁺選擇性只有12％。

CN103464147A涉及一種含釕費托合成催化劑的制備方法。該催化劑含有載體和負載在該載體上的釕金屬組分，以催化劑為基準，以金屬計的釕的含量為0.1-15wt％，以氧化鋁計的載體的含量為85.0-99.9wt％，采用浸漬法制備該催化劑，催化劑C₅⁺選擇性高達96.6％，但CO轉化率僅為36.1％。

以上專利和文獻表明，費托合成催化劑制備方法各異，其費托合成反應的性能差別很大。

本發(fā)明提供了一種含釕鈷基催化劑的制備方法，該催化劑用于費托合成反應時，在保持高活性的基礎上具有更高的C₅⁺選擇性。同時，該催化劑具有更好的還原性，促進了低溫下活性和C₅⁺選擇性的提高。

發(fā)明內容：

本發(fā)明提供了一種含釕鈷基費托合成催化劑的制備方法，該催化劑用于費托合成反應時，在保持高活性的基礎上具有更高的C₅⁺選擇性。同時，該催化劑具有更好的還原性，促進了低溫下活性和C₅⁺選擇性的提高。

本發(fā)明催化劑以鈷為活性組分，以釕為助劑，以碳化硅為載體。其重量百分比組成如下，Co：10-40wt％，Ru：0.1-5wt％，余量為碳化硅。

本發(fā)明所提供的含釕鈷基費托合成催化劑的制備方法如下：

稱取可溶性鈷鹽和釕鹽，分別加去離子水配成一定質量濃度的鈷鹽溶液和釕鹽溶液。