[發明專利]一種擔載型鈷基加氫催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110837652.0
• 申請日: 2021-07-23
• 公開（公告）號: CN113559859A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 楊明;張和順;董媛
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: B01J23/75
• 分類號: B01J23/75;B01J35/10;C01B3/00
• 代理公司: 北京鑫瑞森知識產權代理有限公司 11961
• 代理人: 韓鳳穎

本發明提供了一種擔載型鈷基加氫催化劑及其制備方法和應用，屬于催化劑制備技術領域。該催化劑以共沉淀法制備的Al₂O₃?SiO₂復合氧化物為載體，以金屬鈷為活性組分，通過調配Al₂O₃和SiO₂的比例，使得催化劑具有不同的微觀形貌和結構性質，進而表現不同的加氫催化活性。本發明催化劑的比表面積為40?370m²/g、孔容為0.2?1.8cm³/g、平均孔徑為8?17nm。同時本發明制備的催化劑結構穩定且具有良好的還原性和分散性，對制備條件要求不高，生產成本較低，在有機液體儲氫材料的加氫過程中有著很高的催化活性和催化穩定性。

技術領域

本發明屬于催化劑制備技術領域，尤其涉及一種擔載型鈷基加氫催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

氫能具有豐富、高效、能量密度高、清潔無污染等優點。在氫能的應用中，液態有機儲氫(LOHCs)技術作為可循環利用、安全和高效的新技術解決了氫氣在常溫常壓下的高效、安全存儲與運輸問題。過去，液態有機儲氫材料一般采用貴金屬催化劑，但因其價格昂貴、資源貧乏等原因，不能大規模應用到商業當中。因此，研發出一種廉價、資源相對豐富且催化性能高的可替代催化劑尤為重要。

非貴金屬鈷基催化劑在費托合成、加氫脫硫及加氫脫氮等催化加氫中都有優良的活性表現。

例如中國專利CN109806871A報道了采用共沉淀法制備Co/Al₂O₃催化劑應用于縮水甘油加氫制備1，3-丙二醇，其探究了在不同的鈷/鋁摩爾比下，縮水甘油的轉化率和1，3-丙二醇的收率。當鈷/鋁比為2:1時，其產物收率是比例為1:2的八倍左右，表明比例不同對催化劑的加氫活性有較大影響。

中國專利CN104475123A中也有對催化劑比例的探究。催化劑比例不同時，其內部組成結構和物理性質如孔容、孔徑和比表面積都會有較大變化，相應的活性位點數和催化活性也會有較大差異。

但是現有技術中制備的鈷基催化劑，孔容、孔徑和比表面積等依舊處于較低的范圍，如何進一步提高鈷基催化劑的孔容、孔徑和比表面積，提高其加氫活性具有十分重要的意義。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種擔載型鈷基加氫催化劑及其制備方法和應用。

基于此，本發明的目的是提供一種擔載型鈷基加氫催化劑，所述催化劑以Al₂O₃、SiO₂形成的復合氧化物為載體，以金屬鈷為活性組分，催化劑的比表面積為40-370m²/g、孔容為0.2-1.8cm³/g、平均孔徑為8-17nm，催化劑中Co的載量為30-70wt％，Co金屬粒徑為5-15nm。

本發明的另一目的是提供一種擔載型鈷基加氫催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將原料A、原料B溶解于去離子水中，形成溶液A’，將原料C和原料D溶解于去離子水中，形成溶液B’，將原料E溶解在去離子水中形成溶液C’；

(2)在80-90℃水浴條件下將溶液A’和溶液B’同時緩慢滴加到溶液C’中，不斷攪拌，形成粉紅色沉淀，過濾沉淀后用去離子水洗滌至中性，然后用無水乙醇洗滌沉淀1～5次；

(3)將步驟(2)中所得沉淀分散在無水乙醇中，在110-150℃油浴條件下將水和無水乙醇共沸蒸發，得到催化劑前驅體；

(4)將步驟(3)中的催化劑前驅體研磨成粉末后轉至馬弗爐中，升溫到400-700℃，煅燒1-4h，放置冷卻至室溫，得到墨綠色粉末；