The invention provides a graphene supported cobalt catalyst and its preparation method and application thereof, which belongs to the technical field of chemical industry, through the use of graphene oxide and cobalt source in the reaction solution in the presence of a reducing agent, centrifugal washing after dispersed in solution, obtained after drying in an inert gas atmosphere during baking, the the catalyst through in-situ growth method, the cobalt based nanoparticles supported on graphene, the cobalt based nanoparticles and graphene carrier bindingcapacity maximum, and after calcination, the particles and carrier of formation of CoC2 structure, improve the selectivity of lower olefins and inhibit the formation of CH4, with good selectivity for Fischer Tropsch synthesis olefins.
【技术实现步骤摘要】
石墨烯负载钴系催化剂及其制备方法和用途
本专利技术涉及化工
,具体而言,涉及一种石墨烯负载钴系催化剂及其制备方法和用途。
技术介绍
低碳烯烃作为基本有机化工原料,在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用。尤其是乙烯和丙烯,可以毫不夸张的说是下游化工产业的源头。低碳烯烃的产量不仅标志着一个国家石油化工的发展水平,更是衡量一个国家综合国力的重要标志。目前国内生产低碳烯烃的主要方式仍以石脑油裂解为主,约占市场的94%(十年前为100%)。为了解决中国生产低碳烯烃技术单一,成本较高等问题,结合我国富煤少油缺气的能源结构特点,利用合成气为原料,通过费托过程直接制备烯烃成为了近年来研究的热门方向,其催化剂的制备更是研发的重要方向。钴系催化剂是费托合成制烯烃催化剂中研究较早的一种催化剂。在制备负载型钴系催化剂时,通常选用SiO2或者Al2O3为载体。然而这种负载型钴系催化剂应用在费托合成制烯烃中,在提高低碳烯烃选择性的同时,也增加了副产物CH4的选择性,无法满足工业应用的要求。
技术实现思路
石墨烯是目前人类已知的最薄、机械强度最高的二维材料,由蜂窝状网状单层碳原子组成,由于其无可比拟的各项性能,一经问世便受到了全世界科研工作者的广泛关注。由石墨烯作载体制备的催化剂已经在多个应用领域展现出了优异的性能。申请人发现,CO2C较常规钴系催化剂应用在费托合成制烯烃反应中,更利于低碳烯烃的产生以及抑制副产物CH4的生成。本专利技术的目的在于提供一种石墨烯负载钴基纳米颗粒催化剂的制备方法,通过原位生长法,将钴基纳米颗粒直接负载在石墨烯上,使钴基纳米颗粒与石墨烯载体结合力最大化, ...
【技术保护点】
一种石墨烯负载钴系催化剂的制备方法,其特征在于,将氧化石墨烯与钴源在还原剂存在下于溶液体系中反应,离心洗涤后于溶液中分散,干燥后于惰性气体氛围下焙烧;优选地,氧化石墨烯与钴源在还原剂存在下于溶液体系中的反应在150‑220℃条件下进行,更优选在180‑220℃条件下反应。优选地,于分散后的所述溶液中加入助剂后进行干燥和焙烧,更优选的,所述助剂的添加量为分散后的溶液的0‑5wt%。
【技术特征摘要】
1.一种石墨烯负载钴系催化剂的制备方法,其特征在于,将氧化石墨烯与钴源在还原剂存在下于溶液体系中反应,离心洗涤后于溶液中分散,干燥后于惰性气体氛围下焙烧;优选地,氧化石墨烯与钴源在还原剂存在下于溶液体系中的反应在150-220℃条件下进行,更优选在180-220℃条件下反应。优选地,于分散后的所述溶液中加入助剂后进行干燥和焙烧,更优选的,所述助剂的添加量为分散后的溶液的0-5wt%。2.根据权利要求1所述的石墨烯负载钴系催化剂的制备方法,其特征在于,将所述氧化石墨烯分散于溶剂形成氧化石墨烯悬浮液,然后与所述钴源、所述还原剂混合形成溶液体系反应,优选地,所述氧化石墨烯悬浮液、钴源中的钴离子、所述还原剂的质量比为0.2-2:1:5-20。3.根据权利要求2所述的石墨烯负载钴系催化剂的制备方法,其特征在于,所述溶液体系中还含有分散剂,优选地,所述氧化石墨烯悬浮液、钴源中的钴离子、所述还原剂以及所述分散剂的质量比为0.2-2:1:5-20:100-200,更优选为0.25-1:1:5-15:100-200。...
【专利技术属性】
技术研发人员:秦毓辰,毛继平,张国良,陈新宇,何文,江莉,杨莹,刘九林,潘延,
申请(专利权)人:中石化炼化工程集团股份有限公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
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