[發明專利]一種負載型非貴金屬催化劑及其制備和應用

在審

• 申請號: 201611077613.0
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN108114723A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 張磊磊;王愛琴;張濤;劉文剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01J23/78
• 分類號: B01J23/78;C07C1/04;C07C11/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種負載型過渡金屬催化劑，活性組分為Fe，Co中的至少一種或二種，含量為1-30wt％；助劑為V，Cr，Sn，Mn，Zr，Zn，Cu，Li，Na，K，Cs，S中的至少一種或二種以上，含量為0.05-25wt％；載體為炭材料。

2.如權利要求1所述的催化劑，其特征在于：助劑優選組分為Na，K，Cs，S，Mn中的任意一種或兩種以上。

3.如權利要求1或2所述的催化劑，其特征在于：助劑優選質量分數為0.1-10％。

4.一種權利要求1-3任一所述的負載型過渡金屬催化劑的制備方法，其制備過程如下：

1)將活性組分和助劑前驅體溶于去離子水中，然后加入一定量的酸，使前驅體完全溶解；

所形成溶液中，活性組分的濃度為0.1-100mg/mL，鐵組分和助劑組分的質量比為0.1-10；酸的濃度為0.005-1mol/L；

2)向上述溶液中加入可形成溶膠的有機物，在0-100℃下攪拌使有機物溶解，然后在-30-50℃下放置形成凝膠；

所形成凝膠中，有機物與活性組分前驅體的質量比為1-50；

3)將凝膠干燥形成干凝膠；

4)將所得干凝膠于300-900℃、惰性氣氛下焙燒0.5-12h。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：

所述的酸為甲酸，乙酸，鹽酸，硝酸，硫酸，磷酸中的任意一種或二種以上。

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：

所述活性組分前驅體為硫酸亞鐵，氯化鐵，硝酸鐵，檸檬酸鐵，檸檬酸鐵銨，醋酸亞鐵，乙酰丙酮鐵，鐵氰化鉀，亞鐵氰化鉀，硫酸鈷，硝酸鈷，醋酸鈷，乙酰丙酮鈷，氯化鈷，酞菁鈷中的至少一種或二種以上；

所述助劑前驅體為硝酸鈉，碳酸鈉，碳酸氫鈉，硫酸鈉，氯化鈉，醋酸鈉，檸檬酸鈉，硝酸鉀，碳酸鉀，碳酸氫鉀，硫酸鉀，氯化鉀，醋酸鉀，檸檬酸鉀，碳酸銫，硫酸亞鐵，亞硫酸鈉，亞硫酸鉀，硫代硫酸鈉，升華硫，碘化鉀，碘化鈉，硝酸鉻，硝酸錳，硝酸鋅，硝酸銅，醋酸錳，醋酸鋅，醋酸銅，硫酸鋅，硫酸銅，偏釩酸銨，偏釩酸鈉，偏釩酸鉀，正釩酸鈉，焦釩酸鈉，硫酸氧釩，草酸氧釩，四氯化釩，氯化錫，氯化亞錫中的至少一種或二種以上；

所述有機物為檸檬酸，檸檬酸鈉，檸檬酸鉀，海藻酸鈉，羧甲基纖維素鈉，殼聚糖，明膠中的至少一種或二種以上。

7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：

將凝膠干燥所使用的方法為冷凍干燥法。

8.一種權利要求1所述的負載型非貴金屬催化劑的應用，其特征在于：

所述催化劑用于一氧化碳加氫反應制備低碳烯烴。

9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于：

采用固定床反應器進行一氧化碳加氫反應：一氧化碳和氫氣的體積比為0.2-5，流速為5-100mL/min，壓力為0.1-5MPa；催化劑的質量為0.05-5g，填裝于內徑為5-12mm的不銹鋼反應器中；反應溫度為180-400℃。

10.根據權利要求8或9所述的應用，其特征在于：

催化反應達到穩態之后，一氧化碳的轉化率為5-50％，所得產物中低碳烯烴在碳氫化合物中的物質的量比例>30％。