[發(fā)明專利]一種用于合成氣制低碳醇的催化劑及其制備方法和應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110391625.5
• 申請(qǐng)日: 2021-04-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113117692A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉志強(qiáng);魏曉娜;陳詩(shī)通;李文雙;王闖;李麗;袁龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 正大能源材料（大連）有限公司
• 主分類號(hào): B01J23/89
• 分類號(hào): B01J23/89;C07C29/158;C07C31/08
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 王玉

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于合成氣制低碳醇的催化劑，包括多元金屬氧化物（Cu²⁺Co²⁺M²⁺）M³⁺，以及負(fù)載的Rh和堿金屬助劑，其中M²⁺包括Mn²⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Ni²⁺、Ca ²⁺中的一種或幾種，M³⁺包括Al³⁺、Fe³⁺、Ga³⁺、La³⁺、Cr³⁺中的一種或幾種。本發(fā)明還提供一種用于合成氣制低碳醇的催化劑的制備方法，包括：通過(guò)共沉淀方法制備類水滑石前體，并以此前體制備多元金屬氧化物，再采用等體積浸漬方式將Rh及堿金屬浸漬到多元金屬氧化物上，干燥、焙燒后得到所需的催化劑。本發(fā)明的催化劑具有活性高，總醇選擇性高，尤其乙醇在總醇中的質(zhì)量百分比高等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于合成氣制低碳醇的催化劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于催化化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

由合成氣直接合成低碳混合醇，各國(guó)開(kāi)發(fā)出了多種催化劑體系，其中具有代表性的有4類：①銠基催化劑，②改性甲醇催化劑,③改性費(fèi)托合成催化劑,④鉬基催化劑。銠基催化劑具有較好的低碳醇選擇性，但是CO轉(zhuǎn)化率較低；改性費(fèi)托合成催化劑，CO轉(zhuǎn)化率較高，但仍存有費(fèi)托合成特征，低碳醇選擇性不是很高，且催化劑的穩(wěn)定性較差。開(kāi)發(fā)高性能的合成氣制低碳醇的催化劑仍是眾多相關(guān)研究者面臨的主要課題。

在合成氣制低碳醇的改性費(fèi)托催化劑研究中，由水滑石前體法制備的氧化物顯示出良好的催化性能。層狀雙金屬氫氧化物(英文全稱Layered Double Hydroxides，簡(jiǎn)寫LDHs)是水滑石和類水滑石化合物的統(tǒng)稱，化學(xué)組成通式常寫作：M²⁺和M³⁺分別代表主體層板上相應(yīng)價(jià)態(tài)的金屬陽(yáng)離子，A^n-是層間陰離子，x是M²⁺/(M²⁺+M³⁺)摩爾比，m代表層間結(jié)合水的含量。LDHs是一種典型的陰離子型粘土礦物層狀材料，高的比表面積、層間離子的可調(diào)控性及獨(dú)特的片層-孔道結(jié)構(gòu)使其成為催化研究的主要研究對(duì)象。在400～550℃區(qū)間焙燒，可形成比較穩(wěn)定的雙金屬氧化物，簡(jiǎn)寫為L(zhǎng)DO，例如鎂鋁水滑石在此溫度范圍內(nèi)的焙燒產(chǎn)物是Mg₃A1O₄(OH)。LDO仍可作為一類重要的催化劑和載體，它具有比其前驅(qū)體更大的比表面積。同時(shí)催化劑表面富含大量的堿性位點(diǎn)(羥基)，有利于乙醇合成反應(yīng)的進(jìn)行。但是，現(xiàn)有技術(shù)中合成氣制低碳醇的催化劑催化活性及乙醇選擇性均較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種用于合成氣制低碳醇的催化劑及其制備方法和應(yīng)用，旨在解決現(xiàn)有合成氣制低碳醇催化活性及乙醇選擇性均較低的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于合成氣制低碳醇的催化劑，包括多元金屬氧化物(Cu²⁺Co²⁺M²⁺)M³⁺，以及負(fù)載的Rh和堿金屬助劑，其中M²⁺包括Mn²⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Ni²⁺、Ca²⁺中的一種或幾種，M³⁺包括Al³⁺、Fe³⁺、Ga³⁺、La³⁺、Cr³⁺中的一種或幾種。

優(yōu)選地，所述堿金屬包括K、Na、Cs、Li中的一種或幾種，所述堿金屬的負(fù)載量為多元金屬氧化物的0.01wt％～2wt％。

優(yōu)選地，所述Rh的負(fù)載量為多元金屬氧化物的0.01wt％～3wt％。