[發(fā)明專利]一種碳化鉬基催化劑Ni-MOFs-Mo及其制備方法和應用

在審

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• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113083274A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 翁育靖;孟士航;薛曉曉;王曉龍;張玉龍;孫琦
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: B01J21/18
• 分類號: B01J21/18;B01J37/08;B01J32/00;B01J27/22;B01J37/10;C07C29/156;C07C31/02;C07C31/08
• 代理公司: 鄭州龍騰盛世專利代理事務所(普通合伙) 41174
• 代理人: 郭廣全

本發(fā)明屬于化工催化劑制造工程技術領域，具體公開了一種碳化鉬基催化劑Ni?MOFs?Mo及其制備方法和應用，通過水熱法制備出碳載體Ni?MOFs；然后將鉬鹽溶解到適量去離子水中，待鉬鹽完全溶解后，將Ni?MOFs分散至上述鉬鹽溶液中，攪拌至漿狀，放入80℃干燥箱中干燥，干燥過后就得到催化劑前驅體；將所制得的前驅體研磨，放入管式爐中焙燒，焙燒后自然冷卻至室溫得到碳化鉬基催化劑Ni?MOFs?Mo。與現有技術相比，本發(fā)明制得的碳化鉬基催化劑Ni?MOFs?Mo具有優(yōu)異的CO/H₂合成氣制低碳醇活性、選擇性和運行穩(wěn)定性，成本低廉制作方便，具有很好的實際應用價值，易于大規(guī)模生產。

技術領域

本發(fā)明涉及化工催化劑制造工程技術領域，特別是一種碳化鉬基催化劑Ni-MOFs-Mo及其制備方法和應用。

背景技術

中國的能源結構為“多煤、貧油、少氣”，當前中國能源探明儲量中煤炭儲量占世界總儲量的70.4%，天然氣占3.3%，石油儲量占19.7%，在我國能源探明儲量中，煤炭占94%，石油占5.4%，天然氣占0.6%。正是這種能源結構，決定了我國以煤為主的能源生產與消費格局將長期占主導地位。而煤炭燃燒所排放的二氧化硫（SO₂）、二氧化碳（CO₂）、懸浮顆粒（TSP）、多環(huán)芳烴（PAHs）、氮氧化物(NO_x)及重金屬等不僅危害人體健康，而且是引起氣候變暖、酸雨增加、大氣污染和臭氧層損壞的主要原因。能源和環(huán)境問題已經成為制約我們經濟社會實現可持續(xù)發(fā)展的重要因素。在能源安全和環(huán)境保護雙重壓力日益加劇的形勢下，大力發(fā)展煤液化技術既是推進煤炭清潔高效利用轉化的戰(zhàn)略選擇，也是增強國家能源安全保障能力的戰(zhàn)略選擇。合成氣是一種由CO, H₂, CO₂組成的混合氣體，在化學工業(yè)上是一種非常重要的過渡產品。幾乎所有的有機資源（例如生物質，煤炭，石油和天然氣）都可以通過氣化或重整輕松轉化為合成氣。合成氣制備甲醇工業(yè)化生產之后，以合成氣為原料制備低碳醇技術的開發(fā)和應用是該領域的又一次突破性的進展，且從能源結構分析，發(fā)展以煤為原料合成低碳混合醇技術，有利于提高煤炭資源的利用率，能夠減少煤炭資源不合理開發(fā)和應用對生活環(huán)境造成的污染，有利于我國的長遠發(fā)展。

低碳混合醇，一般是指C1-C5混合醇。它的應用十分廣泛，雖然熱值略低于汽柴油，但它們動力性能相差不大，同時由于醇中氧的存在導致其燃燒過程相對充分不容易產生積碳，發(fā)動機清潔尾氣中污染物少，是環(huán)境友好燃料。其次，它還可以作為燃料添加劑，低碳醇具有很高的辛烷值，其防爆、抗震性能優(yōu)越，與汽油摻混可替代毒性較大的四乙基鉛和已有爭議的甲基叔丁基醚(MTBE)，例如，通過添加10%的乙醇汽油,汽油的氧含量可以增加到3.5%,辛烷值可增加3個單位，使得油品中不能完全燃料的部分充分燃燒，從而提高了燃油的熱值和使用效率。另外，它還是重要化工原料，可以作為消毒劑、化工生產的溶劑和分析試劑。而合成氣制乙醇是一種將合成氣（CO和H₂的混合氣體）轉化為低碳醇產品的方法，它利用化學技術來實現高效轉化。總之，低碳醇大規(guī)模應用于汽油，可以緩解傳統化石能源供應不足，促進生態(tài)環(huán)境保護，減少全球二氧化碳排放，滿足農林發(fā)展需求，創(chuàng)造新的就業(yè)機會，因此面臨巨大的需求。

因此，亟待制備出一種性能良好能夠將合成氣高效的轉化為低碳醇的催化劑。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是要提供一種碳化鉬基催化劑Ni-MOFs-Mo及其制備方法和應用，該催化劑具有優(yōu)異的合成氣制低碳醇活性、選擇性和運行穩(wěn)定性，成本低廉制作方便，具有很好的實際應用價值。

為達到上述目的，本發(fā)明是按照以下技術方案實施的：

本發(fā)明的第一個目的是提供一種碳化鉬基催化劑Ni-MOFs-Mo的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、通過水熱法制備出碳載體Ni-MOFs；

步驟二、然后將鉬鹽溶解到適量去離子水中，待鉬鹽完全溶解后，將Ni-MOFs分散至上述鉬鹽溶液中，攪拌至漿狀，放入80℃干燥箱中干燥，干燥過后就得到催化劑前驅體；