[發明專利]一種合成低碳醇的銅核殼催化劑及制備方法和應用

有效

• 申請號: 201510167151.0
• 申請日: 2015-04-09
• 公開（公告）號: CN104841449B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 房克功;韓信有;侯賓;孫予罕;吳秀章;盧衛民;李克建;章序文;李藝
• 申請（專利權）人: 中國科學院山西煤炭化學研究所
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J23/83;B01J23/745;B01J23/755;B01J23/80;C07C29/156;C07C29/154;C07C31/02
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司14101
• 代理人: 劉寶賢

1.一種合成低碳醇的銅鐵核殼催化劑，其特征在于催化劑具有核殼結構，多金屬核為CuM，殼為SiO₂，其中SiO₂占催化劑質量分數的10-90%，?M選自M₁、M₂、M₃中的至少一種，M₁為Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺中的一種或多種離子；M₂為Zn²⁺、Al³⁺、Mg²⁺中的一種或多種離子；M₃為Mn²⁺、La³⁺，Ce³⁺、Zr⁴⁺中的一種或多種離子，Cu/M₁的摩爾比為:1/0.05-1/10；Cu/M₂的摩爾比為:1/0.05-1/10；Cu/M₃的摩爾比為:1/0.05-1/10。

2.如權利要求1所述的一種合成低碳醇的銅鐵核殼催化劑，其特征在于所述的催化劑中多金屬核CuM為納米結構，其粒徑范圍2-100nm。

3.如權利要求1或2所述的一種合成低碳醇的銅鐵核殼催化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

多金屬核的合成：

首先配制微乳液A，各組分的體積百分含量分別為環己烷:40-80%，TX-100?:10-30%，正丁醇:10-30%，含金屬離子的水溶液:2-10%，其中含金屬離子的水溶液為總金屬離子濃度0.1-1mol/L的水溶液；配制微乳液B，各組分的體積百分含量分別為環己烷:40-80%，TX-100?:10-30%，正丁醇:10-30%，堿性水溶液:2-10%，其中堿性水溶液為0.3-1.5mol/L的堿溶液；20-60℃下，按金屬離子完全沉淀量的0.8-2倍的比例將兩種微乳液在劇烈攪拌下混合，攪拌10-60min后，將所得產物離心分離，用無水乙醇、去離子水分別洗滌3次，隨后將產物重新分散于溶有濃度0.001-0.1mol/L表面活性劑的水溶液中，使表面活性劑質量為多金屬質量的0.1-10倍，超聲處理10-60min，得到澄清溶膠，滴加0.1-1mol/L的KOH溶液調節體系pH=9-11，得到溶膠；

（2）?SiO₂包覆：配制正硅酸乙酯乙醇溶液，其中正硅酸乙酯濃度為0.1-1mol/L，在20-60℃不斷攪拌下，按照多金屬質量0.1-10倍SiO₂的量的比例，將正硅酸乙酯溶液于1-24h內勻速滴加入步驟（1）溶膠中，待正硅酸乙酯溶液滴加完后，繼續攪拌2-12h，將所得產物離心分離，用無水乙醇、去離子水分別洗滌3次，60-80℃下干燥6-12h，300-500℃下煅燒1-5h，得到催化劑。

4.如權利要求3所述的一種合成低碳醇的銅鐵核殼催化劑的制備方法，其特征在于所述的堿為Na或K的氫氧化物和碳酸鹽的混合溶液。

5.如權利要求3所述的一種合成低碳醇的銅鐵核殼催化劑的制備方法，其特征在于所述的表面活性劑為聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化銨、油酸鹽、月桂酸鹽中的一種或幾種。

6.如權利要求1或2所述的一種合成低碳醇的銅鐵核殼催化劑的應用，其特征在于包括如下步驟：

將所得催化劑在固定床反應器中于H₂/CO摩爾比為1-3:1合成氣中還原得到催化劑，其中還原條件為：還原氣體體積空速3000-4000h^-1，還原溫度100-300℃，還原壓力為0.1-1.0MPa，還原時間為10-15h；

反應在固定床反應器中進行，反應條件為H₂/CO摩爾比為1-3:1，反應溫度為200-260℃，壓力為3.0-6.0MPa，空速為4000-6000h^-1。