[發(fā)明專利]用于二氧化碳加氫合成甲醇的催化劑、制備方法及應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011437598.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN112755996A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫予罕;王慧;張然清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海簇睿低碳能源技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B01J23/80
• 分類號(hào): B01J23/80;B01J23/89;B01J37/03;B01J37/08;B01J37/18;C07C29/154;C07C29/157;C07C31/04
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

1.一種用于二氧化碳加氫合成甲醇的催化劑，其特征在于，所述催化劑由其對(duì)應(yīng)的催化劑前驅(qū)體經(jīng)過還原后處理獲得，所述催化劑前驅(qū)體包括Cu和金屬助劑M1，所述金屬助劑M1采用過渡金屬。

2.如權(quán)利要求1所述的用于二氧化碳加氫合成甲醇的催化劑，其特征在于，所述Cu與金屬助劑M1的摩爾比為(1-20):1；所述過渡金屬為鋅、鉬、鋯、鈰、鈦和鈷中的任意一種或幾種。

3.如權(quán)利要求1所述的用于二氧化碳加氫合成甲醇的催化劑，其特征在于，所述的催化劑前驅(qū)體還包括貴金屬助劑M2。

4.如權(quán)利要求3所述的用于二氧化碳加氫合成甲醇的催化劑，其特征在于，所述貴金屬助劑M2的質(zhì)量百分比為0.05～5％；所述貴金屬助劑M2為金、鉑、鈀、釕和銀中的任意一種或幾種。

5.如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的用于二氧化碳加氫合成甲醇的催化劑，其特征在于，所述的催化劑前驅(qū)體還包括堿金屬助劑M3。

6.如權(quán)利要求5所述的用于二氧化碳加氫合成甲醇的催化劑，其特征在于，所述，所述堿金屬助劑M3為鋰、鈉、鉀、銣和銫中的任意一種或幾種。

7.權(quán)利要求5或6所述的用于二氧化碳加氫合成甲醇的催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)：在水中滴加含有銅源、金屬助劑M1、貴金屬助劑M2的混合溶液和含有堿金屬助劑M3的沉淀劑，反應(yīng)形成共沉淀溶液；

步驟2)：對(duì)共沉淀溶液進(jìn)行老化、洗滌、干燥和焙燒，得到催化劑前驅(qū)體；

步驟3)：將催化劑前驅(qū)體置于還原氣氛圍中加熱還原。

8.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中的混合溶液中銅源的摩爾濃度不大于5mol/L；共沉淀溶液中沉淀劑的摩爾濃度不大于3mol/L。

9.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中的混合溶液中，金屬助劑M1的來源為M1的硝酸鹽、氯化鹽和硫酸鹽中的至少一種，貴金屬助劑M2的來源為M2的硝酸鹽、氯化鹽和硫酸鹽中的至少一種，銅源為含有銅的硝酸鹽、氯化鹽和硫酸鹽中的至少一種；所述沉淀劑為LiOH、Na₂CO₃、NaHCO₃、NaOH、KOH、Rb₂CO₃和Cs₂CO₃中的至少一種。

10.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中混合溶液與沉淀劑的體積比為1:2～5:1；反應(yīng)的溫度為10～80℃，pH為6～12。

11.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中老化的溫度為10～90℃，時(shí)間為1～50h；干燥的溫度為40～100℃，時(shí)間為12～48h，焙燒的溫度為200～600℃，時(shí)間為1～24h；干燥和焙燒的氣氛為空氣氣氛、氮?dú)鈿夥栈驓鍤鈿夥铡?/p>

12.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中的還原氣氛為H₂與CO的合成氣或該合成氣與惰性氣體的混合氣，空速為1000～20000mL/(gcat·h)；還原加熱至200～600℃，還原時(shí)間為2～15h。

13.權(quán)利要求1-5所述的用于二氧化碳加氫合成甲醇的催化劑的應(yīng)用，其特征在于，采用固定床反應(yīng)器作為反應(yīng)裝置將CO₂和H₂構(gòu)成的原料氣在所述催化劑的作用下合成甲醇；反應(yīng)條件為：溫度170～250℃，壓力2～7MPa，空速500～20000mL/(gcat·h)。

14.如權(quán)利要求13所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的原料氣中CO₂與H₂的體積比為1:(1-10)。