[發明專利]一種煤基W/WC復合催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201810096583.0
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108126722B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 馬保軍;張瑞生;林克英
• 申請（專利權）人: 寧夏大學
• 主分類號: B01J27/22
• 分類號: B01J27/22;C01B3/04
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發明涉及的是一種煤基W/WC復合催化劑及其制備方法。該復合催化劑的制備采用如下具體步驟：(1)將不同原煤進行粉碎、研磨、酸處理、干燥和過篩最終得到煤樣；(2)將不同煤樣與鎢酸銨以不同質量比通過浸漬法均勻混合，得到混合樣；(3)通過不同溫度高溫煅燒混合樣直接合成W/WC復合物。本發明的優點是：以儲量豐富，品質優良，價格低廉的煤為碳源，通過采用簡單的碳源前處理、浸漬法混合，以及高溫煅燒法直接合成W/WC復合物，這種方法實現了一步法直接合成金屬鎢和碳化鎢兩種物質并且直接將其復合在一起，制備成W/WC復合催化劑，該催化劑可應用于光催化產氫領域，也有望廣泛應用于催化加氫脫氫領域。

技術領域

本發明涉及一種煤基W/WC復合催化劑及其制備方法。該催化劑可應用于光催化產氫領域，也有望應用于催化加氫脫氫領域。

背景技術

從全球能源儲備看，目前探明的煤炭儲量占全球能源的一半以上。目前煤的直接熱能利用方面主要有作為民用燃料、火力發電、煉焦等；而作為合成物的原料應用方面主要有生產碳素制品、電石、活性炭、作為炭質吸附劑凈化水質等，在眾多煤種中太西煤相比較其它煤種更具有三低(低灰、低硫、低磷)、六高(高發熱量、高比電阻、高塊煤率、高化學活性、高精煤回收率和高機械強度)的特點，因此被稱為國內之冠的優質煤。太西煤經過專門工藝加工后，可以得到含灰量不足1％的超純煤，這是其他無煙煤所無法做到的，如何將太西煤的這一優勢應用在價值更高的催化領域成為一個重要課題。

過渡金屬碳化物是一類具有很高的熔點、硬度、極高的熱穩定性和機械穩定性、在室溫下幾乎耐各種化學腐蝕等特點的物質，主要用于機械切削、礦物開采、制造抗磨和高溫部件以及核反應堆等領域。同時碳化物以及相應的復合物可以作為催化劑應用在催化加氫、脫氫、制氫等領域，也具有高的催化性能，具有重要的用途。目前碳化物的碳源主要有己烷、活性炭、酚醛樹脂、葡萄糖和玉米淀粉等，這些碳源與煤炭資源相比，表現出不易獲取且需要二次加工等方面的劣勢，若能將煤炭作為直接合成碳化物的碳源將極大的縮短合成碳化物的工藝流程，提高經濟效益。

發明內容

本發明的目的是以煤為碳源直接制備出W/WC復合物，

本發明的技術方案：

一種以煤為碳源直接制備出W/WC復合物的制備方法，步驟如下：

(1)將不同種類原煤進行粉碎、研磨、酸處理、干燥和過篩最終得到200～300目的不同煤樣；

(2)取一定量的鎢酸銨加入到100～300mL的去離子水中，加熱至70℃～100℃直到溶液變為澄清溶液；

(3)將(1)中處理后的煤樣取一定量并在70℃～100℃溫度下攪拌過程中加入到(2)中的澄清溶液中，其加入的鎢與碳質量比為0.725:0.00～0.725:9，加入后攪拌狀態下保持20～60分鐘，轉移到烘箱中80～150℃烘干12～36小時；

(4)將(3)中烘干后的樣品研磨0.5～3小時后放入石英舟內，轉移到管式爐中，在流速為30～80mL/min的惰性氣體氛圍中，700～1300℃煅燒0.5～12小時，升溫速率為3～10℃/min。

本發明所用的的煤樣包括太西煤、羊腸灣煤、金鳳煤等灰分范圍在2～7％之間的煤種，當灰分大于7％后由于灰分含量太高將無法合成W/WC復合物，當灰分小于2％時會生成其他碳化物雜質。

本發明酸處理過程中所用的酸包括硝酸、鹽酸、硫酸等，其摩爾濃度10～20moL/L，且需將原煤在酸中煮沸，其時間為0.5小時以上。

本發明煤樣所選篩子的目數為100～400目，優選200～300目。

本發明所加入的鎢與碳質量比為0.725:0.2～0.725:2，優選質量比為0.725:1，當鎢與碳的質量比大于0.725:0.2或小于0.725:2時將無法合成W-WC復合物。