[發明專利]一種二氧化鈦負載釕催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201810439324.3
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108686635B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 倪偉;汪學廣;盛瑤;鄒秀晶;尚興付
• 申請（專利權）人: 南通龍翔新材料科技股份有限公司
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;B01J23/46;B01J35/00;B01J35/10;C07C1/12;C07C9/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明提供了一種二氧化鈦負載釕催化劑的制備方法，包括如下步驟：將鈦酸酯的乙酸乙酯溶液升溫至50～80℃，然后在攪拌狀態下，向鈦酸酯的乙酸乙酯溶液中加入水，繼續攪拌至干，得到白色粉末；將所述白色粉末焙燒，得到TiO₂載體；將所述TiO₂載體與RuCl₃的水溶液混合，然后升溫至70～90℃攪拌至干，再在110～130℃干燥，得到負載RuCl₃的TiO₂；將負載RuCl₃的TiO₂在氫氣氣流中進行還原反應，得到二氧化鈦負載釕催化劑。采用本發明所提供的方法能夠得到介孔結構的TiO₂載體，且所得催化劑對二氧化碳的甲烷化反應具有優異的催化活性。

技術領域

本發明涉及甲烷化反應催化劑的技術領域，尤其涉及一種二氧化鈦負載釕催化劑及其制備方法。

背景技術

經濟的發展造成了二氧化碳大量排放，給全球環境氣候帶來了諸多問題。近年來，將二氧化碳催化甲烷化，把廉價的二氧化碳轉化為有用的燃料甲烷，能夠實現二氧化碳的有效利用，促進碳循環，因此，二氧化碳甲烷化受到了廣泛關注。

貴金屬顆粒表面易吸附反應物，且強度適中，利于形成中間“活性化合物”，具有較高的催化活性，是重要的催化劑材料。在二氧化碳甲烷化催化劑中，各種金屬催化劑，按照活性大小的排列順序為Ru>Ir>Rh>Ni>Co>Os>Pt>Fe>Mo>Pd>Ag。Ru催化劑具有非常好的低溫甲烷化催化活性和選擇性，避免了高溫下催化劑積碳造成的失活，因此，Ru催化劑是二氧化碳甲烷化反應中活性最高的催化劑。現有技術通常將Ru負載于載體上，用于催化二氧化碳甲烷化反應，在常用的載體中，TiO₂由于具有優異的化學穩定性、無毒和成本低的優勢，被廣泛作Ru系催化劑的載體。現有技術通常直接以二氧化鈦粉末或納米管作為載體，負載Ru，但該方法在制備過程中，Ru易團聚，導致所得催化劑中Ru分布不均勻，催化劑活性不理想。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種二氧化鈦負載釕催化劑及其制備方法。采用本發明提供的制備方法能夠得到釕分布均勻的二氧化鈦負載釕催化劑。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種二氧化鈦負載釕催化劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)將鈦酸酯的乙酸乙酯溶液升溫至50～80℃，然后在攪拌狀態下，向鈦酸酯的乙酸乙酯溶液中加入水，繼續攪拌至干，得到白色粉末；

(2)將所述白色粉末焙燒，得到TiO₂載體；

(3)將所述TiO₂載體與RuCl₃的水溶液混合，然后升溫至70～90℃攪拌至干，再在110～130℃干燥，得到負載RuCl₃的TiO₂；

(4)將負載RuCl₃的TiO₂在氫氣氣流中進行還原反應，得到二氧化鈦負載釕催化劑。

優選的，所述鈦酸酯為鈦酸四丁酯、鈦酸四異丙酯和鈦酸四乙酯中的至少一種。

優選的，所述鈦酸酯與乙酸乙酯的體積比為1:2～4。

優選的，所述步驟(1)中，鈦酸酯與水的體積比為1:2～3。

優選的，所述水分兩次加入，當鈦酸酯的乙酸乙酯溶液升溫至50～80℃時，加入占總量35～45％的水，繼續攪拌20～40min，再將剩余的水加入至體系中。

優選的，所述焙燒的溫度為400～550℃，所述焙燒的時間為4～6h。