[發(fā)明專利]一種鈷基催化劑、CO2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010207829.4
• 申請日: 2020-03-23
• 公開（公告）號: CN113426472B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設計）人: 張斌;梁浩杰;覃勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院山西煤炭化學研究所
• 主分類號: B01J29/04
• 分類號: B01J29/04;B01J29/03;C01B32/40;C07C1/12;C07C9/04
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 郭佳效

本發(fā)明屬于二氧化碳催化轉(zhuǎn)化技術(shù)領域，具體涉及一種鈷基催化劑，還涉及一種采用上述鈷基催化劑的CO₂催化加氫制CO的方法。本發(fā)明的鈷基催化劑由SBA?15基體和負載在SBA?15基體上的鈷活性中心組成，所述鈷活性中心由所述SBA?15基體上負載的鈷氧化物沉積層還原得到，所述鈷氧化物沉積層以原子層沉積方式形成。本發(fā)明的鈷基催化劑具有較好的催化活性以及穩(wěn)定性。當本發(fā)明的鈷基催化劑用于催化CO₂加氫制CO時，具有較好的選擇性以及穩(wěn)定性。

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于二氧化碳催化轉(zhuǎn)化技術(shù)領域，具體涉及一種鈷基催化劑，還涉及一種采用上述鈷基催化劑的CO₂催化加氫制CO方面的應用。

背景技術(shù)

將CO₂轉(zhuǎn)化為其他化學品，特別是CO₂的加氫轉(zhuǎn)化，是CO₂資源化利用和減排的一種重要途徑，不僅能夠緩解其排放帶來的環(huán)境壓力，而且能夠提供具有經(jīng)濟價值的各種化學品如一氧化碳、甲醇、甲酸、二甲醚、乙醇、烯烴等。然而，CO₂惰性強，難活化。在CO₂的轉(zhuǎn)化過程中催化劑的選擇十分關鍵。

CO₂催化加氫合成一氧化碳(CO)是其利用的合理路線。CO是合成氣的主要成分，不僅是煤化工的重要原料，而且參與到多種化工合成中生產(chǎn)多種化學品。目前，多年來研究者么嘗試開發(fā)出多種多相催化劑用于CO₂加氫制CO。已經(jīng)報道的催化劑有很多種如Pd/ZnO、PtCo/CeO₂、Ru/CeO₂等。但是產(chǎn)物通常為CO、甲醇和甲烷的混合物，CO的選擇性較低并且 CO₂活性也較低。受熱力學限制，CO₂加氫合成CO通常需要較高的反應溫度，常使用貴金屬催化劑為主催化劑或助劑，催化劑的CO選擇性和穩(wěn)定性都較低。

Co基催化劑是工業(yè)上常用的加氫催化劑，在費托合成中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，但在CO₂加氫中其主要產(chǎn)物為CH₄和C2、C3等低碳烷烴，在直接利用和二次利用上都有很大的局限性。此外，Co在高溫反應過程中還存在相變、遷移和流失等問題，難以控制CO的選擇性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鈷基催化劑，該鈷基催化劑具有較好的催化活性以及穩(wěn)定性。

本發(fā)明的目的還在于提供一種采用上述鈷基催化劑的CO₂催化加氫制CO的方法，CO 的選擇性較高。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種鈷基催化劑，由SBA-15基體和負載在SBA-15基體上的鈷活性中心組成，所述鈷活性中心由所述SBA-15基體上負載的鈷氧化物沉積層還原得到，所述鈷氧化物沉積層以原子層沉積方式形成。

原子層沉積技術(shù)是一種可以實現(xiàn)沉積物原子級精準控制的制備技術(shù)，通過在基底表面單層化學吸附和反應生成沉積物。本發(fā)明利用原子層沉積技術(shù)在SBA-15基體表面沉積鈷氧化物(CoO_x)沉積層然后還原得到的鈷基催化劑中鈷活性中心與SBA-15表面的SiO₂之間的結(jié)合力較強，提高了鈷基催化劑的穩(wěn)定性。并且由原子層沉積形成的CoO_x經(jīng)過還原后在原位形成鈷活性中心，鈷活性中心具有高度分散的單一性，從而使本發(fā)明的鈷基催化劑具有較好的催化活性。

通過調(diào)整Co元素的含量來進一步優(yōu)化鈷基催化劑的催化性能，優(yōu)選的所述鈷基催化劑中Co元素的質(zhì)量百分比為2～30％。