[發(fā)明專利]一種MoC@C催化劑的制備方法及其在CO2

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910344643.0
• 申請(qǐng)日: 2019-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN110075888B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉冰;熊書浩;廉允
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南民族大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J27/22
• 分類號(hào): B01J27/22;B01J37/08;C07C29/153;C07C31/04
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所(普通合伙) 42001
• 代理人: 余曉雪

本發(fā)明涉及催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種MoC@C催化劑的制備方法和在催化CO₂加氫合成甲醇反應(yīng)中的應(yīng)用。該催化劑以鉬酸銨為鉬源，葡萄糖和尿素為碳源，采用熔融方法制備MoC@C催化劑。該催化劑可用于CO₂加氫合成甲醇反應(yīng)，在較為溫和條件下得到較高的CO₂轉(zhuǎn)化率及甲醇選擇性。本發(fā)明中的催化劑制備方法簡(jiǎn)單，催化劑在溫和條件下具有較高的活性，穩(wěn)定性，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種MoC@C催化劑的制備方法及其在CO₂加氫合成甲醇反應(yīng)中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

CO₂化學(xué)是C₁化學(xué)的重要組成部分，CO₂也是地球上最豐富的碳資源。CO₂加氫反應(yīng)不僅可以有效降低CO₂濃度，緩解全球溫室效應(yīng)，還能為解決能源危機(jī)提供一條切實(shí)可行的途徑。其中CO₂加氫合成甲醇是最直接的CO₂轉(zhuǎn)化利用途徑，甲醇作為燃料替代品、燃料添加劑，重要化工原料而被廣泛應(yīng)用。

CO₂加氫合成甲醇為放熱反應(yīng)，熱力學(xué)上低溫更有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，但是由于CO₂的化學(xué)惰性，低溫下常規(guī)催化劑甲醇收率較低。工業(yè)上甲醇合成采用 Cu/Zn/Al₂O₃催化劑，在220-300℃，5-10MPa條件下，合成氣(CO、H₂以及少量CO₂)中反應(yīng)。而在CO₂加氫合成甲醇中，Cu/Zn/Al₂O₃催化劑甲醇選擇性和收率仍有待提高。

碳化鉬由于其獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)，在很大范圍內(nèi)具有與鉑族金屬相同的催化性能，并且還具有良好的熱穩(wěn)定性，被稱為“類鉑催化劑”，其良好的H解離能力和C＝O剪切能力引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)碳化鉬通過程序升溫還原法合成，以鉬氧化物為原料，在甲烷/氫氣混合氣氛下程序升溫還原高溫轉(zhuǎn)化(700℃左右)，操作危險(xiǎn)性大，可控性較差，得到碳化鉬顆粒分布不均勻。為提高碳化鉬顆粒均一性，有研究人員采用鉬酸銨與吡咯配位形成金屬有機(jī)框架結(jié)構(gòu)，在氬氣氣氛下高溫焙燒制備碳負(fù)載MoC催化劑，但該制備方法復(fù)雜，配位及后續(xù)洗滌過程耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種熔融法制備MoC@C 催化劑的方法及其在CO₂加氫合成甲醇中的應(yīng)用。

本發(fā)明提供了一種催化劑，該催化劑為MoC@C催化劑，催化劑中活性成分為碳化鉬。

上述MoC@C催化劑的制備方法，包括以下步驟：

將葡萄糖和尿素充分?jǐn)嚢瑁蛊浠旌暇鶆颍缓笾糜谠O(shè)定溫度為175-200℃的電熱套中，待兩者熔融至粘稠狀后，開始用玻璃棒攪拌，直至溶液澄清，然后向其中加入(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O，加完后繼續(xù)攪拌直到固體完全溶解，接著將其轉(zhuǎn)移至200-300℃的烘箱中處理8-15h(優(yōu)選為200℃的烘箱中處理12h)，待降至室溫后，將樣品研磨成粉，放置在700-800℃管式爐中、Ar氣氛下焙燒1-4 h，待溫度降至室溫后鈍化，得到MoC@C催化劑。

所述葡萄糖、尿素、(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O質(zhì)量比為(3-5)：(5-8)：(1-3)，優(yōu)選為3：5：1.3；