[發(fā)明專利]一種加氫催化劑的制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011114845.5
• 申請(qǐng)日: 2020-10-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112121806A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬利海;張建利;郭慶杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧夏大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/825
• 分類號(hào): B01J23/825;B01J23/83;B01J35/02;C07C1/04;C07C1/12;C10G2/00;C07C11/04;C07C11/06;C07C11/08;C07C9/04;C07C29/156;C07C31/02
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一種加氫催化劑的制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明涉及一種鈦礦催化劑，應(yīng)用于CO或CO₂加氫制備乙烯、丙烯、丁烯。通過(guò)引入氮元素，改性GaFeO₃，較大程度上促進(jìn)CO的吸附和解離，加氫反應(yīng)中表現(xiàn)出良好的低碳烯烴選擇性。具有潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及加氫催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鈦礦催化劑，應(yīng)用于CO或CO₂加氫制備乙烯、丙烯、丁烯。

背景技術(shù)

低碳烯烴是重要的化工基礎(chǔ)原料，用途十分廣泛。在CO、CO₂加氫過(guò)程中，受活性組分相態(tài)變化影響，伴隨發(fā)生包含烯烴、烷烴的合成、原料氣轉(zhuǎn)化在內(nèi)的主反應(yīng)，以及甲烷、含氧化物的生成、歧化反應(yīng)、表面積碳在內(nèi)的副反應(yīng)。

鈣鈦礦型氧化物是一種具有獨(dú)特物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)的新型無(wú)機(jī)非金屬材料，在大量研究中發(fā)現(xiàn)，鈣鈦礦型氧化物由于其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可控、熱穩(wěn)定性好、催化效率高、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，其作為一種新型的催化劑被廣泛的研究和利用。由于在鈣鈦礦型氧化物 ABO₃中，A 位離子主要起到穩(wěn)定鈣鈦礦晶體骨架結(jié)構(gòu)的作用，不直接參與反應(yīng)。但 A 位離子的摻雜能夠影響晶體結(jié)構(gòu)的變化、B 位離子價(jià)態(tài)及催化劑內(nèi)不同種類的氧含量的變化，從而間接影響氧化物的反應(yīng)活性。從鈣鈦礦氧化物的結(jié)構(gòu)特征可知，在不破壞基體結(jié)構(gòu)的前提下，當(dāng) A 位離子被離子部分取代時(shí)，由于離子的半徑不同，使得鈣鈦礦的晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定程度的畸變，影響其氧化物熔點(diǎn)、導(dǎo)電性等物理性質(zhì)。A 位離子被高價(jià)離子取代將在 A位形成空位及引起 B 位離子價(jià)態(tài)的降低，而 A 位離子被低價(jià)離子取代時(shí)，摻雜能使 B 位陽(yáng)離子的化合價(jià)升高及結(jié)構(gòu)中氧空位的產(chǎn)生以維持氧化物的電中性。而鈣鈦礦型氧化物的催化循環(huán)性能依賴于 B 位離子的氧化還原性能，同時(shí)晶格氧的脫附受到到氧空位的含量的影響，較高的氧空位的含量有助于晶格氧的脫附，進(jìn)一步提升鈣鈦礦的氧化還原性能，因此 A 位摻雜離子的選擇對(duì)于鈣鈦礦的改性有重大的意義。

鈣鈦礦催化劑在低碳烯烴合成中的應(yīng)用并不多見(jiàn)，Velle等發(fā)現(xiàn)SrCe_1-xY_bxO_3-0.5x系列催化劑在x=0-0.5時(shí)對(duì)乙烷催化氧化反應(yīng)有活性。Takehira等研究了La_1-xSr_xFeO_3-δ（0≤x≤1.0）對(duì)乙烷氧化脫氫反應(yīng)的催化性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)Sr全部取代La后催化劑顯示出最好的催化活性。絕大多數(shù)對(duì)于鈣鈦礦型氧化物催化劑的研究集中于通過(guò)A、B位陽(yáng)離子的取代來(lái)調(diào)變氧空位的密度和B位陽(yáng)離子的價(jià)態(tài)，很少有涉及到摻氮物質(zhì)的誘導(dǎo)。