本发明专利技术公开了一种CoM1M2基类水滑石前驱体母液、催化剂制备方法及应用，该催化剂是以具有类水滑石层状结构的催化剂前体，经焙烧得到，该催化剂前体主要是由含CoM1M2的金属离子溶液和碱液经共沉淀反应所得。催化剂前驱体经焙烧后还原处理得到高分散的 CoM1M2基催化剂。该催化剂粒径小、比表面积大、组分高度分散且各组分存在着较强的相互作用，对合成气催化转化制混合醇具有较高的反应活性及较高的醇选择性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种催化剂前驱体、催化剂制备方法及应用，应用于工业合成混合醇制备
技术介绍
中国是一个能源生产和消费大国，基本能源消费占世界总消费量的1/10，仅次于美国，居世界第二位。国家统计局在2009那年12月25日发布的第二次全国经济普查结果显示，中国2008年一次能源生产总量为26.5亿吨标准煤，其中煤、石油、天然气三类化石燃料各占68%、18%和4%，煤在中国的能源供应中仍然占有绝对的主导地位。可见发展煤化工是解决我国能源问题、科学高效地利用煤炭资源的一个重点。煤的利用大致上可分为直接利用和间接利用。煤的间接利用是煤利用的较好选择，煤经过合成气催化转化是制备多种液体燃料和化学品的重要途径。合成气是4和CO的混合物，有时也含有少量CO2，可以从煤、天然气、页岩气、生物质甚至有机垃圾等含碳物质制取，来源广；并且合成气经催化转化可得到种类丰富的产品，如甲醇、汽油、柴油、优质蜡、醇、烯及其它化学品，因合成气催化转化有三个重要的途径:甲醇合成(Methanol synthesis)、费托合成(Fischer-Tropsch synthesis, FTS)和混合醇合成(Higher alcohol synthesis, HAS)。其中，甲醇合成和费托合成均已实现工业化，尤其是甲醇合成的普遍化已造成甲醇过剩的态势。费托合成工业化技术最好的尚属南非Sasol公司，其铁基和钴基费托技术均属世界领先。但是混合醇合成目前尚未实现工业化。最主要的限制性因素是没有一种成熟的可供工业化应用的催化剂。然而混合醇催化剂还存在选择性低、时空收率不高和稳定性差的问题。因而，目前还需要对混合醇合成做详细的、更进一步的机理研宄，增加对混合醇合成的认识，为具有工业应用价值的催化剂的开发提高理论依据。目前混合醇的合成机理中，被广泛认可的是CO插入机理，即双活性位的反应机理，基于该反应机理，增加活性金属的比表面积及活性金属的稳定性均有利于CO加氢合成混合醇的反应。另外，前驱体的结构和性质对催化性能起着十分重要的作用。以类水滑石材料为焙烧前驱体制备的复合金属氧化物具有阴阳离子易调变、比表面高、金属元素分布均匀、热稳定高、较强的碱性以及各离子间相互作用强等优点。由于最终氧化物的这些优良性质，含有各种金属阳离子的类水滑石结构的前驱体受到了广泛的关注。因此如果以类水滑石为前驱体，经高温焙烧还原后可以得到催化活性组分均匀也高分散的催化剂，催化活性组分间能够具有较强的相互作用，有望提高CO转化率和催化剂的稳定性。但现有的以类水滑石材料为前驱体制备催化剂的工艺较难控制，所制备的催化剂选择性、收率和稳定性还不够理想，还不能很好地适于工业应用。
技术实现思路
为了解决现有技术问题，本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种CoM1M2，本专利技术采用共沉淀法制备了类水滑石前驱体，然后将其焙烧后还原处理得到高分散的催化剂。将本专利技术制备的催化剂应用于催化合成气制备低碳混合醇，具有显著的工业实用性，该催化剂催化活性组分高度分散，催化活性组分间存在着强相互作用，稳定性好，催化剂的稳定性有了很大的提高，同时催化剂的选择性也有了很大的提尚。为达到上述专利技术创造目的，本专利技术采用下述技术方案: 一种CoM1M2基类水滑石前驱体母液，是由具有CoM其通式的金属离子溶液和沉淀剂溶液经共沉淀反应所得的沉淀母液，沉淀法采用的沉淀剂为碱液，碱液为Na或K的氢氧化物和碳酸物的混合溶液，沉淀剂的总的摩尔浓度为0.l-2mol/L，CoM1M2金属离子溶液的总金属离子浓度为0.2-2mol/L，所述M1为除Co2+以外的二价金属离子中的任意一种或任意几种的组合，所述M2为三价或四价金属离子中的任意一种或任意几种的组合，M/Co摩尔比的范围为0/1?10/1，M2/Co摩尔比的范围为0.2/1?10/1。优选上述％为Zn 2+、Ni2+、Mg2+、Mn2+和Ba2+中的任意一种或任意几种的组合，优选上述M2SFe 'Al3+、La3+、Ce3+、Mn4+和Zr 4+中的任意一种或任意几种的组合。在上述沉淀母液中，所述Co盐、M1盐与M2盐均优选为氯化盐、硝酸盐、硫酸盐及醋酸盐的任意一种或任意几种的混合物，所述沉淀法优选采用的沉淀剂为Na2C03、K2C03、(NH4)2CO3^ NaOH, Κ0Η、以及NH3.H2O中的任意一种或任意几种的组合。一种利用本专利技术CoM1M2基类水滑石前驱体母液制备CoM其基催化剂的方法，包括如下步骤: a.采用CoM1M2金属离子溶液的总金属离子浓度为0.2-2 mol/L，采用沉淀剂的总的摩尔浓度为0.1-2 11101/1，按札/(:0摩尔比的范围为0/1~10/1和M2/Co摩尔比的范围为0.2/1-10/1的比例，配制所述CoM1M2的金属盐溶液和碱液，控制两溶液在10-80°C和pH为3-13的条件下，进行共沉淀反应；共沉淀反应的温度优选为60-80°C，pH优选为7_10 ;烘干温度优选为60~80°C，烘干时间优选为12-15h ； b.在所述步骤a中沉淀完毕后，在0-90°C恒温老化3-18h后，再过滤，然后用去离子水洗涤至滤液PH值在8以下，得沉淀物滤饼；老化温度范围优选为60~80°C，老化时间优选为12-15h ； c.将在所述步骤b中制备的沉淀物滤饼在10-120°C干燥8-36h，得到具有层状结构的CoM1M2基类水滑石前驱体； d.将在所述步骤c中制备的类水滑石前驱体置于马弗炉中，以1-10°C/min的升温速率升温至300-700 °C焙烧，保持焙烧l_6h，之后自然冷却到室温，得CoM1M2基催化剂；升温速率优选为1_3°C /min，焙烧温度优选为300_400°C，焙烧时间优选为2_5h。一种利用本专利技术制备CoM1M2基催化剂的方法制备的催化剂在催化合成气制备混合醇中的应用，其具体的反应条件为:所述CoM1M2基催化剂装填量为0.01-5 g，温度为150-500°C，反应压力为l_7MPa，通入的合成气为仏/CO的摩尔比为0.1-10的混合气体，相应空速为 GHSV=500-50000h_1o作为本专利技术催化剂在催化合成气制备混合醇中的应用优选的技术方案，其具体的反应条件为:所述催化剂装填量优选为l_2g，温度优选为200-300°C，反应压力优选为4-7 MPa，通入的合成气优选为H2/C0的摩尔比为1_3的混合气体，相应空速优选为GHSV100-lOOOOh—1。本专利技术CoM1M2基催化剂通过以类水滑石为前驱体，制备得到用于合成气制混合醇的催化剂，该催化剂粒径小、比表面积大、组分高度分散且各组分存在着较强的相互作用，对合成气催化转化制混合醇具有较高的反应活性及较高的醇选择性。本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点: 1.本专利技术制备的催化剂制备过程简单，操作方便，而且催化剂各组分间的比例调控容易; 2.本专利技术以类水滑石为前驱体，焙烧后催化剂活性组分得到了高度分散，在特定的条件下还原之后，得到了均匀分散的颗粒，实现了催化活性组分的均匀高度分散，使的催化剂的低碳选择性较高，C2+以上的醇选择性在80%以上； 3.本专利技术制备的催化剂由于前驱体为类水滑石本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种CoM1M2基类水滑石前驱体母液，其特征在于：是由具有CoM1M2通式的金属离子溶液和沉淀剂溶液经共沉淀反应所得的沉淀母液，沉淀法采用的沉淀剂为碱液，碱液为Na或K的氢氧化物和碳酸物的混合溶液，沉淀剂的总的摩尔浓度为0.1‑2mol/L，CoM1M2金属离子溶液的总金属离子浓度为0.2‑2mol/L，所述M1为除Co2+以外的二价金属离子中的任意一种或任意几种的组合，所述M2为三价或四价金属离子中的任意一种或任意几种的组合，M1/Co摩尔比的范围为0/1~10/1，M2/Co摩尔比的范围为0.2/1~10/1。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王慧，张丽君，孙予罕，钟良枢，于飞，孙俭，高鹏，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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