[發明專利]一種具有核殼結構的納米鎳基分子篩復合材料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202211656522.8
• 申請日: 2022-12-22
• 公開（公告）號: CN115999635A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 唐頤;孔令濤;侯凱歌;杜可;閆天蘭;張亞紅
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: B01J29/80
• 分類號: B01J29/80;C10G45/12
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

本發明涉及一種加氫脫硫催化劑，具體涉及一種具有核殼結構的納米鎳基分子篩復合材料及其制備方法與應用，所述的復合材料為核殼結構，核相為USY沸石，殼相為負載鎳納米粒子的Al?MFI分子篩雛晶，按照重量百分比計，USY沸石為50～80％，負載鎳納米粒子的Al?MFI分子篩雛晶為20～50％。與現有技術相比，本發明解決現有技術中的加氫脫硫催化劑在催化轉化尺寸較大的有機硫分子時，存在顯著的空間位阻，加氫脫硫效率低的問題，本復合材料應用于加氫脫硫中實現了高催化活性，大處理量的優點。

技術領域

本發明涉及一種加氫脫硫催化劑，具體涉及一種具有核殼結構的納米鎳基分子篩復合材料及其制備方法與應用。

背景技術

當前及未來相當長的時間，傳統化石燃料依然是社會和經濟發展的能源主導。然而化石燃料的燃燒和利用釋放出大量硫氧化物、氮氧化物等污染物，這嚴重危害了生態環境和人類自身的健康。隨著綠色經濟和可持續發展意識的增強，愈加嚴苛的環保法規以及燃油車排放標準相繼出臺以應對日益嚴峻的環境問題。

車用燃料油中硫元素主要以苯并噻吩、二苯并噻吩及其取代物、萘并噻吩等噻吩類化合物存在，通過傳統的加氫脫硫技術能夠使其大部分轉化為直鏈或帶支鏈的烴類和硫化氫，然而深度加氫脫硫的性能有待進一步提升。目前工業上廣泛使用的加氫脫硫催化劑主要是NiMoS/Al₂O₃和CoMoS/Al₂O₃等雙金屬硫化物與Al₂O₃攜帶的酸性位構成的雙功能催化劑，由于Al₂O₃的酸性位點主要位于狹小且不均勻的微孔孔道內，因而在催化轉化二苯并噻吩、4,6-二甲基二苯并噻吩等尺寸較大的有機硫分子時，存在顯著的空間位阻，降低了加氫脫硫效率。

中國專利CN202111589488.2公開了一種納米鎳基MFI雛晶分子篩及其制備方法和應用，包括納米Al-MFI分子篩雛晶和負載在所述納米Al-MFI分子篩雛晶上的鎳。其Al-MFI分子篩雛晶的是在純硅MFI雛晶形成后再補充鋁源，進行二次晶化，最后形成Al-MFI分子篩雛晶，制備過程較為復雜。更重要的是，該專利中負載鎳的納米Al-MFI分子篩雛晶在加氫脫硫反應中處理量較低，發明人研究后發現這主要是由于Al-MFI分子篩雛晶自聚形成的空間阻力較大所致。

因此，發展高效的深度加氫脫硫催化劑對于提升化石燃料油的清潔使用具有重要的實用價值。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題至少其一而提供一種具有核殼結構的納米鎳基分子篩復合材料及其制備方法與應用，以解決現有技術中的加氫脫硫催化劑在催化轉化尺寸較大的有機硫分子時，存在顯著的空間位阻，加氫脫硫效率低的問題，本復合材料應用于加氫脫硫中實現了高催化活性，大處理量的優點。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

本發明第一方面公開了一種具有核殼結構的納米鎳基分子篩復合材料，所述的復合材料為核殼結構，核相為USY沸石，殼相為負載鎳納米粒子的Al-MFI分子篩雛晶，按照重量百分比計，USY沸石為50～80％，負載鎳納米粒子的Al-MFI分子篩雛晶為20～50％。

優選地，所述的殼層的厚度為20～80nm，鎳納米粒子的負載量為USY沸石與Al-MFI分子篩雛晶質量總和的0.5～5wt％，Al-MFI分子篩雛晶的硅鋁原子比為35～200：1。

本發明第二方面公開了一種制備如上所述的具有核殼結構的納米鎳基分子篩復合材料的方法，包括如下步驟：

S1：將硅源與鋁源依次充分溶解于四丙基氫氧化銨的水溶液中，經水熱處理后得到含酸性位的Al-MFI分子篩雛晶溶液；