[發明專利]一種負載型多級孔固體酸雙功能催化劑的制備方法及應用

有效

• 申請號: 202011397362.0
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112439444B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 亢玉紅;張嘯杞;劉光輝;李彥軍;高勇
• 申請（專利權）人: 榆林學院
• 主分類號: B01J29/14
• 分類號: B01J29/14;B01J29/16;B01J29/12;B01J35/10;B01J37/30;B01J37/08;B01J37/10;B01J37/03;B01J37/02;B01J37/18;C07C1/22;C07C13/50;C10G45/12
• 代理公司: 青島潤集專利代理事務所(普通合伙) 37327
• 代理人: 趙以芳

本發明提出了一種負載型多級孔固體酸雙功能催化劑的制備方法，包括NaY沸石分子篩經梯度離子交換得到HY沸石分子篩；HY沸石分子篩經高溫蒸汽脫鋁獲得超穩Y沸石分子篩；超穩Y沸石分子篩經NHsubgt;4/subgt;F和堿處理得到多級孔沸石分子篩；利用改性沉積?沉淀法將過渡金屬分散在多級孔沸石分子篩的表面和孔道織構上，經空氣預氧化和Hsubgt;2/subgt;氣氛還原，獲得負載型多級孔固體酸雙功能催化劑。還提出了一種負載型多級孔固體酸雙功能催化劑及其應用，應用于低階煤可溶物的高效加氫轉化，其中低階煤可溶物中的芳烴、含氧化合物和含氮化合物被全部轉化為鏈烷烴、環烷烴和脫氫芳烴，其中加氫轉化后族組分中鏈烷烴和環烷烴的總量為76.8wt％。

技術領域

本發明涉及催化劑技術領域，特別涉及一種負載型多級孔固體酸雙功能催化劑的制備方法及應用。

背景技術

隨著人口的增長和經濟社會的快速發展，清潔能源的需求量日益緊迫，特別是中國處于快速發展的當下，資源整體儲量不足，人均資源占有量更是嚴重不足，隨著逐年攀升的石油對外依存度，給能源的戰略安全帶來了巨大的挑戰。通過對低階煤(主要是次煙煤和褐煤)高值高效轉化，獲取高品質的清潔能源和高值有機精細化學品，是一種重要的工藝路徑。

基于上述能源現狀和市場需求的實際，發展溫和條件下煤中大分子有機化合物的催化加氫轉化，選擇性斷裂C-X(X代表O、NH和S)橋鍵并脫除雜原子，同時高效氫化芳環是低階煤清潔高效轉化的技術關鍵。基于此，開發具有多級孔固體酸催化功能的雙功能催化劑是在溫和條件下實現低階煤清潔高效轉化的關鍵技術。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出一種負載型多級孔固體酸雙功能催化劑的制備方法及應用。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種負載型多級孔固體酸雙功能催化劑的制備方法，包括：

NaY沸石分子篩經梯度離子交換得到HY沸石分子篩；

HY沸石分子篩經高溫蒸汽脫鋁獲得超穩Y沸石分子篩；

超穩Y沸石分子篩經NH₄F和堿處理得到多級孔沸石分子篩；

利用改性沉積-沉淀法將過渡金屬分散在多級孔沸石分子篩的表面和孔道織構上，經空氣預氧化和H₂氣氛還原，獲得負載型多級孔固體酸雙功能催化劑。

可選地，具體包括以下步驟：

a、制備HY沸石分子篩

a1、將NaY沸石分子篩加入到0.5mol/L的NH₄NO₃溶液中，在40℃條件下進行三次離子交換后，離心沉淀獲得固體沉淀物；

a2、將步驟a1制得的固體沉淀物在100℃條件下干燥6h，將干燥后的固體粉末置于空氣氣氛的馬弗爐中焙燒，制得具有固體酸酸性的HY沸石分子篩；

b、制備超穩Y沸石分子篩

b1、將步驟a制得的HY沸石分子篩置于氣氛管式爐，在He氣氛環境下適量通入水蒸氣，控制升溫速率2-3℃/min，升溫至600-700℃，維持3-5h，HY沸石分子篩經骨架脫鋁、硅遷移方式制得超穩Y沸石分子篩；

c、制備多級孔沸石分子篩

c1、取步驟b制得的超穩Y沸石分子篩，置于0.65mol/L的NH₄F溶液中，在90℃的條件下恒定轉速攪拌，后將懸浮液離心得到沉淀物；

c2、將步驟c1制得的沉淀物在100℃條件下干燥10h，將干燥的固體沉淀物置于通水蒸氣的He氣氛管式爐焙燒，得固體粉末；