[發明專利]一種鎳納米團簇負載晶間中孔沸石催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210446246.6
• 申請日: 2022-04-26
• 公開（公告）號: CN114931971A
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 亢玉紅;陳濤;劉光輝;王愛民;李彥軍;高勇;白錦軍;范曉勇;馬向榮;慕苗
• 申請（專利權）人: 榆林學院
• 主分類號: B01J29/76
• 分類號: B01J29/76;B01J37/10;B01J37/30;C10G47/20
• 代理公司: 青島潤集專利代理事務所(普通合伙) 37327
• 代理人: 趙以芳

本發明提供了一種鎳納米團簇負載晶間中孔沸石催化劑及其制備方法和應用，其制備方法包括以下步驟：以工業Y型沸石為基體，在堿性靜態水熱環境下解聚工業Y型沸石獲取缺陷位的Y小晶種和Beta沸石合成所需的鋁源，經過水熱反應制得晶間中孔沸石?沸石固體酸載體；經梯度離子交換制得H型的晶間中孔沸石?沸石固體酸載體；經羰基鎳高效分散法制備獲得高活性Ni@HYB催化劑。本發明制得的高活性Ni@HYB催化劑，應用于中低溫煤焦油重質組分的溫和加氫轉化體系，其中中低溫煤焦油重質組分中的芳烴、含氧化合物、含氮化合物以及含硫化合物可被完全轉化為烷基環烷烴和鏈烷烴。

技術領域

本發明涉及高活性催化劑制備技術領域，具體而言，涉及一種鎳納米團簇負載晶間中孔沸石催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

中低溫煤焦油的清潔轉化生產高附加值的液體燃料是解決我國石油資源短缺問題的有效手段之一。中低溫煤焦油是一種重要的有機資源，富含脂肪烴、縮合芳烴和不同雜原子的復雜有機化合物，傳統以高溫高壓加氫生產基礎燃料油的過程，具體表現為因操作條件苛刻易致縮合芳烴二次縮聚、催化劑活性較差且對雜原子敏感等瓶頸問題導致中低溫煤焦油轉化困難，煤焦油這一重要有機資源浪費嚴重。基于此，在溫和條件下，開發高活性的功能型催化劑是解決中低溫煤焦油的清潔高效轉化的重要突破途經。

發明內容

為解決上述缺陷，本發明提供了一種鎳納米團簇負載晶間中孔沸石催化劑及其制備方法和應用，本發明制得的高活性Ni@HYB催化劑，應用于中低溫煤焦油重質組分的溫和加氫轉化體系，其中中低溫煤焦油重質組分中的芳烴、含氧化合物、含氮化合物以及含硫化合物可被完全轉化為烷基環烷烴和鏈烷烴。

第一方面，本發明提供一種鎳納米團簇負載晶間中孔沸石催化劑的制備方法，其包括以下步驟：

a、以工業Y型沸石為基體，在堿性靜態水熱環境下解聚工業Y型沸石獲取缺陷位的Y小晶種和Beta沸石合成所需的鋁源，經過水熱反應制得晶間中孔沸石-沸石固體酸載體；

b、將步驟1)中制得的晶間中孔沸石-沸石固體酸載體經梯度離子交換制得H型的晶間中孔沸石-沸石固體酸載體；

c、將步驟2)制得的H型的晶間中孔沸石-沸石固體酸載體經羰基鎳高效分散法制備獲得高活性Ni@HYB催化劑。

優選地，所述步驟a具體包括以下過程：

a1、將工業Y型沸石加入NaOH溶液中進行解聚，同時加入氣相SiO₂、四乙基溴化銨、NH₃·H₂O和H₂O，攪拌并升溫，制得凝膠體；

a2、將步驟a1制得凝膠體轉移至水熱反應釜內，密封后置于鼓風干燥烘箱內進行晶化，取出混合物經水洗、離心，制得沉淀物；

a3、將步驟a2制得沉淀物進行干燥，獲得干燥沉淀物，將干燥沉淀物置于氧氣氣氛爐進行焙燒，然后冷卻，制備獲得晶間中孔沸石-沸石固體酸載體。

優選地，在步驟a1中，原料的質量配比為：NaOH：氣相SiO₂：四乙基溴化銨：NH₃·H₂O：工業Y型沸石：H₂O＝(0.8-1.2)：(6-7)：(16-20)：(5-7)：(20-21)：100。

更優選地，在步驟a1中，原料的質量配比為：NaOH：氣相SiO₂：四乙基溴化銨：NH₃·H₂O：工業Y型沸石：H₂O＝1：6.5：18.0：6.0：20.5：100。

優選地，在步驟a1中，攪拌的速率為250-350rad/min。

優選地，在步驟a1中，升溫至30-40℃并維持時間4-6h。