一種低碳醇合成催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種碳醇合成催化劑的制備方法，涉及乙醇合成領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]合成氣催化合成制取低碳醇的試驗(yàn)研究始于20世紀(jì)20年代，1923年，德國(guó)化學(xué)家F.費(fèi)歇爾和H.托羅普施共同開發(fā)出了一種以合成氣為原料，但在隨后的幾十年，由合成氣直接合成低碳醇的技術(shù)路線一直缺乏可行性。合成氣催化合成制取低碳醇是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，因此對(duì)催化劑的性能具有嚴(yán)格的要求。
[0003]催化劑的制備方法有浸潰法，沉淀法，溶膠凝膠法等。浸潰法主要通過載體對(duì)金屬離子的吸附，交換等較強(qiáng)作用形成負(fù)載型催化劑，它們之間形成較弱的作用力。沉淀法將堿類物質(zhì)(沉淀劑)加入金屬鹽類的水溶液中，再將生成的沉淀物；溶膠凝膠法是一種較好的制備催化劑的方法，凝膠較適合作為催化劑載體。
[0004]碳納米管是空管型材料，具有很大的比表面積，同時(shí)具有良好的導(dǎo)電、傳熱和力學(xué)性能，是一種非常理想的催化劑載體。碳納米管具有很好的儲(chǔ)氫作用，所以增加了催化劑表面吸附氫的微環(huán)境，高濃度的吸附氫和CO2發(fā)生協(xié)同作用，從而抑制了水汽轉(zhuǎn)換。本專利提出了一種以Cu-C0基催化劑為基礎(chǔ)，填加碳納米管制備出的新型催化劑的制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的技術(shù)目的在于提供一種低碳醇醇合成催化劑的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]一種碳醇合成催化劑的制備方法，包括以下步驟:
[0007]①碳納米管以濃酸處理，于30?80°C水浴下超聲處理2?8h，然后用去離子水抽濾水洗至中性，將所得的濾餅真空干燥；
[0008]②將Cu2+和Co2+按2.5?3.5:1摩爾比混合溶于水，加入干燥后的碳納米管濾餅，80?95 °C水浴攪拌蒸發(fā)至水分蒸干；
[0009]③將催化劑再次真空干燥，除氧條件下于250?350°C焙燒3?5h，壓片，篩分。
[0010]本發(fā)明所述的制備方法所述濃酸選自濃硝酸、濃硫酸或濃鹽酸中的一種，優(yōu)選濃硝酸濃度為65?70% ;優(yōu)選所述濃硫酸濃度為95?98% ;優(yōu)選所述濃鹽酸濃度為33?37%。
[0011]本發(fā)明所述的制備方法優(yōu)選步驟②Cu2+和Co2+按3:1摩爾比混合。
[0012]本發(fā)明所述的制備方法所述除氧優(yōu)選通入氮?dú)饣驓鍤獗Ｗo(hù)氣除氧。
[0013]本發(fā)明所述的制備方法優(yōu)選步驟①和③所述真空干燥的溫度為40?80°C，時(shí)間為4?10小時(shí)。
[0014]本發(fā)明的有益效果:
[0015]1、本發(fā)明所述的催化劑，可避免CO加氫反應(yīng)表觀活化能發(fā)生明顯變化；
[0016]2、本發(fā)明的催化劑添加了碳納米管作為載體，可顯著提高合生成低碳醇的選擇性，提高了轉(zhuǎn)化率；
[0017]3、碳納米管的加入使催化劑對(duì)H2具有更強(qiáng)的吸附活化能力，可抑制副反應(yīng)的發(fā)生；
[0018]4、此外，高濃度的吸附氫和CO2發(fā)生協(xié)同作用，從而抑制了水汽轉(zhuǎn)換。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下述非限制性實(shí)施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
[0020]實(shí)施例1
[0021]①在容器中放置68%的濃硝酸，加入碳納米管，60°C水浴超聲5h，超聲后用去離子水稀釋至弱酸性，真空抽濾水洗至中性得濾餅，于70°C真空干燥8h ；
[0022]②將Cu2+和Co2+按2:1摩爾比混合溶于水，加入步驟②干燥后的碳納米管，85°C水浴攪拌蒸發(fā)至水分蒸干；
[0023]③將催化劑進(jìn)一步60°C真空干燥9h，N2氛下，350°C焙燒4h，壓片，篩分成50?60目。
[0024]實(shí)施例2
[0025]①在容器中放置97%的濃硫酸，加入碳納米管，50°C水浴超聲3h，超聲后用去離子水稀釋至弱酸性，真空抽濾水洗至中性，將抽濾后的碳納米管濾餅于80°C真空干燥4h ；
[0026]②將Cu2+和Co2+按3:1摩爾比混合溶于水，加入步驟②干燥后的碳納米管，90°C水浴攪拌蒸發(fā)至水分蒸干。
[0027]③將催化劑進(jìn)一步60°C真空干燥5h，N2氛下，300°C焙燒3h，壓片，篩分成60?70目。
[0028]實(shí)施例3
[0029]①在容器中放置37%的濃鹽酸，加入碳納米管，60°C水浴超聲3h，超聲后用去離子水稀釋至弱酸性,真空抽濾水洗至中性，60°C真空干燥7h ；
[0030]②將Cu2+和Co2+按2.5:1摩爾比混合溶于水，加入步驟②干燥后的碳納米管，95 °C水浴攪拌蒸發(fā)至水分蒸干；
[0031]③將催化劑進(jìn)一步50°C真空干燥10h，氬氣氛下，300°C焙燒4h，壓片，篩分成30?50目。
[0032]實(shí)施例4
[0033]①在容器中放置96%的濃硝酸，加入碳納米管，560°C水浴超聲6h，超聲后用去離子水稀釋至弱酸性，真空抽濾水洗至中性，于70°C真空干燥8h ；
[0034]②將抽濾后的碳納米管濾餅。
[0035]③將Cu2+和Co2+按4:1摩爾比混合溶于水，加入步驟②干燥后的碳納米管，85°C水浴攪拌蒸發(fā)至水分蒸干；
[0036]④將催化劑進(jìn)一步70°C真空干燥58h，N2氛下，300°C焙燒4h，壓片，篩分成70?90目。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種碳醇合成催化劑的制備方法，包括以下步驟: ①碳納米管以濃酸處理，于30?80°C水浴下超聲處理2?8h，然后用去離子水抽濾水洗至中性，將所得的濾餅真空干燥； ②將Cu2+和Co2+按2.5?3.5:1摩爾比混合溶于水，加入干燥后的碳納米管濾餅，80?95 °C水浴攪拌蒸發(fā)至水分蒸干； ③將催化劑再次真空干燥，除氧條件下于250?350°C焙燒3?5h，壓片，篩分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述濃酸選自濃硝酸、濃硫酸或濃鹽酸中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于所述濃硝酸濃度為65?70%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于所述濃硫酸濃度為95?98%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于所述濃鹽酸濃度為33?37%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟②Cu2+和Co2+按3:1摩爾比混八口 ο
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述除氧是指通入氮?dú)饣驓鍤獗Ｗo(hù)氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟①和③所述真空干燥的溫度為40?80°C，時(shí)間為4?10小時(shí)。
【專利摘要】一種低碳醇合成催化劑，以碳納米管作為催化劑載體與銅鈷離子復(fù)合制得催化劑，碳納米管作為載體的加入，使性能顯著改善，明顯提高了生成低碳醇的選擇性，避免CO加氫反應(yīng)表觀活化能發(fā)生明顯變化，催化劑對(duì)H2具有更強(qiáng)的吸附活化能力，且高濃度的吸附氫和CO2發(fā)生協(xié)同作用，從而抑制了水汽轉(zhuǎn)換并且可抑制副反應(yīng)的發(fā)生。
【IPC分類】C07C29-156, C07C31-08, B01J23-75
【公開號(hào)】CN104549282
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310500258
【發(fā)明人】秦宏佳
【申請(qǐng)人】大連市沙河口區(qū)中小微企業(yè)服務(wù)中心
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月21日