[發明專利]一種低變質煤-鋯基催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201711450468.0
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108097332B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 周華從;劉全生;張彬彬;肖貞環;郝建秀;沙宇飛
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業大學
• 主分類號: B01J31/38
• 分類號: B01J31/38;B01J31/04;C07D307/33;C07D307/44;C07C31/125;C07C29/14;C07C35/08;C07B41/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明提供了一種低變質煤?鋯基催化劑的制備方法，屬于煤炭利用技術領域。包含以下制備步驟：將低變質煤粉末與氫氧化鈉溶液混合進行預處理，得到低變質煤分散液；將所述低變質煤分散液的pH值調至2～6后與可溶性鋯鹽混合進行配位絡合反應，得到低變質煤?鋯基催化劑。針對低變質煤自身獨特的組成和結構特點，充分利用其所富含的含氧官能團和有機酸，在溫和條件下實現低變質煤的利用，同時進一步提高產品附加值。本發明得到的低變質煤?鋯基催化劑用于催化酮類或醛類化合物的選擇性加氫。

技術領域

本發明涉及煤炭利用技術領域，特別涉及一種低變質煤-鋯基催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

煤炭資源在全球的社會經濟發展中起到不可替代的作用，從煤炭中可以獲取能源和豐富的化學品，從而滿足人類社會對能量和各種材料的需求。我國具有豐富的煤炭儲量，其中以褐煤為代表的低階煤占有重要比例。隨著我國社會經濟的快速發展，我國煤炭的消耗量不斷增加，導致高階煤的消耗量增多、可采儲量快速下降。因此，從長遠來看，在節約高階煤開采利用的同時，需逐漸提高低階煤在煤炭消耗中的比例，并進一步提高低變質煤的利用效率。

與高變質煤種相比，低變質煤種具有熱值低、水分含量高、含氧量高等特點。目前對低變質煤的利用主要有以下途徑：燃燒、熱解提質和H₂O或CO₂氣化。其中熱解提質和H₂O或CO₂氣化為低變質煤重要的利用途徑。熱解提質通過高溫處理，降低煤中水含量和揮發成分含量，得到品質較高的煤焦，通常需要消耗較多能量，同時煤中的含氧官能團和低分子有機物也沒有得到充分利用；H₂O或CO₂氣化為在高溫條件下，向煤表面通入水蒸氣或者CO₂，通過水煤氣變換等反應，生產H₂、CO等有用氣體，該途徑存在的主要問題是高溫反應在一定程度上破壞了煤中含氧官能團或低分子物質，使得這部分結構沒有得到充分利用?，F有技術中，低變質煤存在利用率低、低變質煤中的含氧官能團和低分子有機物不能得到有效利用的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明目的在于提供一種低變質煤-鋯基催化劑及其制備方法和應用。本發明提供的低變質煤-鋯基催化劑的制備方法充分利用了低變質煤中的含氧官能團和低分子有機物，提高了低變質煤的利用率。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種低變質煤-鋯基催化劑的制備方法，包含以下步驟：

將基料與氫氧化鈉溶液混合進行預處理，得到基料分散液，所述基料為低變質煤或低變質煤衍生物；

將所述基料分散液與可溶性鋯鹽混合進行配位絡合反應，得到低變質煤-鋯基催化劑。

優選地，所述低變質煤包括褐煤原煤、煙煤、次煙煤、長焰煤、焦煤和貧煤中的一種；所述低變質煤衍生物包括腐殖酸、煤衍生芳香酸和煤衍生脂肪酸中的一種。

優選地，所述基料的粒度為100～400目。

優選地，所述氫氧化鈉溶液的濃度為0.1～2mol/L。

優選地，所述基料的質量與氫氧化納溶液的體積比為1:5～1:20。

優選地，所述預處理的溫度為25～100℃，預處理的時間為2～12h。

優選地，所述可溶性鋯鹽與基料的質量比為0.5：1～10：1。

優選地，所述配位絡合反應的溫度為40～90℃，配位絡合反應的時間為2～10h。

本發明還提供了上述技術方案所述制備方法制得的低變質煤-鋯基催化劑，所述低變質煤-鋯基催化劑的粒徑為1～10μm，所述低變質煤-鋯基催化劑的孔隙率為0.1～0.5cm³/g。