[發明專利]一種Ni-Zn-K-Ru/MOF催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201710480162.3
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107185594B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 史東軍;史雪君;余海鵬;黃偉;吳黎陽;蘇二強;吳道洪
• 申請（專利權）人: 北京華福工程有限公司
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;C07C5/09;C07C11/04
• 代理公司: 11254 北京連城創新知識產權代理有限公司
• 代理人: 郝學江

本發明提供一種Ni?Zn?K?Ru/MOF催化劑的制備方法，MOF材料的大比表面積和多孔性質，不僅是金屬組分很好的載體，提高了金屬的分散度，從而有利于提高催化劑的活性，同時多孔性質具有很好的擇型催化作用，可提高了目標產物的選擇性。本發明制備出的新型Ni?Zn?K?Ru/MOF多組分復合材料，用于乙炔選擇加氫制乙烯，實驗結果表明，該催化劑具有較高的乙炔轉化率和乙烯選擇性。同時本發明操作條件溫和，條件可控，乙炔由于聚合反應而產生的綠油幾乎沒有，提高了催化劑的壽命及溶液后續回收的難度。隨著MOF材料制備技術逐漸成熟，成本逐漸減低，本發明具有很強的工業應用前景。

技術領域

本發明屬于催化劑制備技術領域，具體涉及一種Ni-Zn-K-Ru/MOF催化劑的制備方法，特別涉及一種Ni-Zn-K-Ru/MOF催化劑的制備和使用方法。

背景技術

乙烯是石油化工中最重要的基礎原料，目前其主要來源于石油或低碳鏈烷烴的催化裂解。隨著石油資源日益枯竭，同時結合我國富煤貧油的能源特點，以煤為原料通過電石工藝制取乙炔，然后在選擇性加氫催化劑作用下，通過加氫制備乙烯產品，可進一步拓展煤化工路線。電石生產傳統工藝能耗較高，隨著技術進步，采用蓄熱式電石生產新工藝的技術使得電石生產的能耗、成本得到大幅降低，使得乙炔選擇加氫制乙烯具有更好的經濟價值。針對乙炔加氫研究，目前主要針對乙烯中除去少量乙炔的催化加氫技術開發，而對高濃度乙炔部分加氫制備乙烯的相關研究相對較少，其關鍵在于催化劑的制備。

因此，如何設計一種能夠實現具有較高的乙炔轉化率和乙烯選擇性的催化劑成為本領域亟需解決的問題。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種Ni-Zn-K-Ru/MOF催化劑的制備方法，MOF材料的大比表面積和多孔性質，不僅是金屬組分很好的載體，提高了金屬的分散度，從而有利于提高催化劑的活性，同時多孔性質具有很好的擇型催化作用，可提高了目標產物的選擇性。本發明制備出的新型Ni-Zn-K-Ru/MOF多組分復合材料，用于乙炔選擇加氫制乙烯，實驗結果表明，該催化劑具有較高的乙炔轉化率和乙烯選擇性。同時本發明操作條件溫和，條件可控，乙炔由于聚合反應而產生的綠油幾乎沒有，提高了催化劑的壽命及溶液后續回收的難度。隨著MOF材料制備技術逐漸成熟，成本逐漸減低，本發明具有很強的工業應用前景。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案為：

一種Ni-Zn-K-Ru/MOF催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟(1)：將鎳源、鋅源、鉀源、釕源按照配比，溶解于去離子水中，制備成混合溶液；該步驟中為使原料快速溶解對溶液進行加熱，本發明實施例中對溶液加熱，溫度控制在60-80℃；

步驟(2)：將步驟(1)得到的所述混合溶液加至MOF材料中，再加入有機分散劑，超聲分散，得到懸濁溶液；

步驟(3)：將四甲基硼氫化銨水溶液滴加至步驟(2)得到的懸濁液中，控制溫度維持在0-10℃，反應完成后，去除液相，得到Ni-Zn-K-Ru/MOF催化劑。該步驟中，溫度控制可以選用常規手段，本發明實施例中使用水浴條件。

進一步的，所述鎳源、鋅源、鉀源、釕源中Ni：Zn：K：Ru元素質量比為2.0-5.0:1.5-4.5:0.03-0.06:0.001-0.005。

進一步的，所述鎳源是氯化鎳或硝酸鎳。

進一步的，所述鋅源是氯化鋅或硝酸鋅。

進一步的，所述鉀源是氯化鉀或硝酸鉀。

進一步的，所述釕源是氯化釕或硝酸釕。

本發明中，所用的氯化鎳分子式為NiCl₂-6H₂O、氯化鋅為ZnCl₂、氯化鉀為KCl、氯化釕為RuCl₃。