[發(fā)明專利]一種整體式催化劑及其制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111024882.1
• 申請日: 2021-09-02
• 公開（公告）號: CN115722225A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳運法;張樂;王安琪;關(guān)健;韓寧
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院過程工程研究所
• 主分類號: B01J23/75
• 分類號: B01J23/75;B01J23/34;B01J23/72;B01J23/755;B01D53/86;B01D53/66
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 邊人洲

1.一種整體式催化劑，其特征在于，所述整體式催化劑包括催化劑載體和鋁基尖晶石；

所述催化劑載體具有多孔結(jié)構(gòu)；

所述鋁基尖晶石與催化劑載體的質(zhì)量比為1:(10-1000)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體式催化劑，其特征在于，所述催化劑載體包括蜂窩鋁、堇青石、鐵鉻鋁、泡沫銅或泡沫鎳中的任意一種或至少兩種的組合；

優(yōu)選地，所述鋁基尖晶石包括鈷鋁尖晶石、錳鋁尖晶石、鐵鋁尖晶石、銅鋁尖晶石或鎳鋁尖晶石中的任意一種或至少兩種的組合。

3.一種如權(quán)利要求1或2所述整體式催化劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

(1)混合過渡金屬鹽、鋁鹽和水，水浴攪拌后得到混合溶液；

(2)混合pH調(diào)節(jié)溶液和步驟(1)所得混合溶液，水浴攪拌后得到鋁基尖晶石前驅(qū)體；

(3)將催化劑載體浸漬到步驟(2)所得鋁基尖晶石前驅(qū)體中，取出、靜置后得到催化劑前驅(qū)體；

(4)將步驟(3)所述催化劑前驅(qū)體，依次進(jìn)行干燥、保護(hù)氣氛下煅燒后得到所述整體式催化劑。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述過渡金屬鹽包括錳鹽、鈷鹽、銅鹽、鐵鹽或鎳鹽中的任意一種或至少兩種的組合；

優(yōu)選地，步驟(1)所述鋁鹽包括氯化鋁、硝酸鋁、醋酸鋁或硫酸鋁中的任意一種或至少兩種的組合；

優(yōu)選地，步驟(1)所述水浴攪拌的溫度為20-70℃，優(yōu)選為40-60℃；

優(yōu)選地，步驟(1)所述水浴攪拌的時間為15-60min；

優(yōu)選地，步驟(1)所述過渡金屬鹽、鋁鹽和水的用量比為0.1mol:(0.2-0.4)mol:(10-30)mL。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述pH調(diào)節(jié)溶液包括尿素、碳酸鈉、氨水、氫氧化鈉或碳酸鉀中的任意一種或至少兩種的組合，優(yōu)選為尿素、氨水或碳酸鈉中的任意一種；

優(yōu)選地，步驟(2)所述pH調(diào)節(jié)溶液的摩爾濃度為0.001-0.006mol/mL；

優(yōu)選地，步驟(2)所述pH調(diào)節(jié)溶液與混合溶液的體積比為1:(1.5-3)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3-5任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述水浴攪拌的溫度為40-95℃，優(yōu)選為60-90℃；

優(yōu)選地，步驟(2)所述水浴攪拌的時間為0.5-24h，優(yōu)選為2-12h；

優(yōu)選地，步驟(2)所述鋁基尖晶石前驅(qū)體為膠體。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述浸漬的終點為催化劑載體表面沒有氣泡產(chǎn)生；

優(yōu)選地，步驟(3)所述靜置的時間為3-5h。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)所述干燥的溫度為60-100℃，優(yōu)選為70-90℃；

優(yōu)選地，步驟(4)所述干燥的時間為6-18h，優(yōu)選為8-15h；

優(yōu)選地，步驟(4)所述煅燒的溫度為200-800℃，優(yōu)選為350-550℃；

優(yōu)選地，步驟(4)所述煅燒的時間為1-12h，優(yōu)選為2-6h；

優(yōu)選地，步驟(4)所述保護(hù)氣氛包括氬氣氣氛、氮氣氣氛或氦氣氣氛中的任意一種，優(yōu)選氬氣氣氛。