含有助剂的α-三氧化二铝负载双金属氧化物的催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种合成气高效转化的含有助剂的α‑Al2O3负载双金属氧化物纳米颗粒的制备方法。首次利用高温裂解法制备双金属氧化物纳米颗粒并将其负载到α‑Al2O3载体，添加K助剂和/或S助剂后应用于合成气直接制低碳烯烃反应体系，催化剂制备过程分为三步，第一步是利用高温裂解法制备双金属纳米颗粒，第二步将双金属纳米颗粒负载到α‑Al2O3载体。该过程使得双金属氧化物纳米颗粒尺寸只与高温裂解过程有关，与负载量无关。第三步，掺杂助剂。本发明专利技术的有益效果：可以根据使用需要制备不同颗粒尺寸和不同负载量的催化剂，再掺杂K助剂和/或S助剂。该法制备的催化剂选择性较高，使用寿命长，制备成本低，过程相对简单。

Catalyst containing alpha three oxidation two aluminum supported bimetallic oxide with auxiliary agent and preparation method thereof

The invention discloses a preparation method of a_Al2O3 loaded bimetallic oxide nanoparticles containing additives for efficient conversion of syngas. For the first time, bimetallic oxide nanoparticles were prepared by pyrolysis at high temperature and loaded on a Al2O3 carrier. After adding K and/or S promoters, bimetallic oxide nanoparticles were applied to the reaction system of direct synthesis of low-carbon olefins from syngas. The preparation process of catalyst was divided into three steps. The first step was to prepare bimetallic nanoparticles by pyrolysis, and the second step was to prepare bimetallic nanoparticles by bimetallic pyrolysis. The metal nanoparticles are loaded onto the alpha Al2O3 carrier. This process makes the size of bimetallic oxide nanoparticles only related to the pyrolysis process at high temperature and independent of the load. The third step is doping additives. The beneficial effect of the present invention is that catalysts with different particle sizes and loads can be prepared according to the need of use, and then K and/or S additives can be doped. The catalyst prepared by the method has high selectivity, long service life, low preparation cost and relatively simple process.

【技术实现步骤摘要】
含有助剂的α-三氧化二铝负载双金属氧化物的催化剂及其制备方法
本专利技术涉及合成气(CO/H2)的催化
，特别是涉及一种合成气高效转化的含有助剂的α-Al2O3负载双金属氧化物的催化剂及其制备方法。
技术介绍
合成气可以用于制备甲烷、低碳烯烃、低碳烷烃、汽油、柴油等众多化工原料和液体燃料，是一种重要的化工原料气，其主要来源是石油裂解，严重依赖于石油资源。然而，我国能源结构现状是“贫油、少气、煤炭相对丰富”，自2008年起我国的石油对外依存度已超过国际公认的安全警戒线50％，并于2013年超过60％，严重威胁我国的能源安全。因此，研究以煤炭为源头的非石油路线合成气高效转化的相关技术符合我国对进口石油资源的过度依赖。合成气的高效转化是以CO、H2为原料，在催化剂的作用下直接合成烃类，反应方程为(2n+1)H2+nCO→CnH2n+2+nH2O；2nH2+nCO→CnH2n+nH2O；并伴随着水汽变换反应H2O+CO→CO2+H2。其产物组成复杂，呈Anderson-Schulz-Flory(ASF)分布。按照ASF模型产物分布，合成气转化产物难以集中到一定碳数，并且催化剂活性相的转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.含有助剂的α‑Al2O3负载双金属氧化物的催化剂，其特征在于：载体占催化剂重量的70‑99wt％，双金属氧化物纳米颗粒与助剂共占催化剂重量的1wt％‑30wt％，双金属为金属铁和金属M，M和铁的摩尔比为1：(1‑10)，所述助剂为K2CO3和/或FeSO4·7H2O，其中K2CO3与催化剂的质量比为(0.005‑0.05):1，或FeSO4·7H2O与催化剂的质量比为(0.001‑0.01):1，或K2CO3、FeSO4·7H2O与催化剂的质量比为(0.005‑0.05)：(0001‑0.01)：1，所述催化剂含有Fe3O4晶相，双金属氧化物纳米颗粒的颗粒粒径为5‑20nm，所述催化剂的活...

【技术特征摘要】
1.含有助剂的α-Al2O3负载双金属氧化物的催化剂，其特征在于：载体占催化剂重量的70-99wt％，双金属氧化物纳米颗粒与助剂共占催化剂重量的1wt％-30wt％，双金属为金属铁和金属M，M和铁的摩尔比为1：(1-10)，所述助剂为K2CO3和/或FeSO4·7H2O，其中K2CO3与催化剂的质量比为(0.005-0.05):1，或FeSO4·7H2O与催化剂的质量比为(0.001-0.01):1，或K2CO3、FeSO4·7H2O与催化剂的质量比为(0.005-0.05)：(0001-0.01)：1，所述催化剂含有Fe3O4晶相，双金属氧化物纳米颗粒的颗粒粒径为5-20nm，所述催化剂的活性在60h内不会下降，所述催化剂按照下述步骤进行制备：S1：将油酸铁-油酸M的混合物及油酸溶于高沸点溶剂中，其中油酸铁-油酸M的混合物与油酸的质量比(5-50)：1；先用惰性气体脱气30-60min；以3-5℃/min的升温速率升到280-340℃，并保持10-60min，再自然冷却到室温，其中M为Zn、Co、Mn、Ni、Mg、Cu、Ce、Zr或V；S2：加入乙醇进行沉淀，采取离心分离；再分散到己烷中，用乙醇进行沉淀，离心分离，在容量瓶中用环己烷定容，使得铁和M的总含量为1-3mg/mL，得到双金属氧化物纳米颗粒的环己烷溶液；S3：取定量配好的含双金属氧化物纳米颗粒的环己烷溶液与载体α-Al2O3混合，其中环己烷溶液与α-Al2O3载体质量比为(10～100)：1mL/g，室温搅拌12-36h，利用旋转蒸发仪旋干，然后在空气吹扫下300-500℃焙烧2-6h，得到α-Al2O3负载双金属氧化物的催化剂；S4：称取K2CO3和/或FeSO4·7H2O，溶于去离子水中，搅拌均匀后，加入S3得到的α-Al2O3负载双金属氧化物的催化剂，室温下搅拌12-36h，利用旋转蒸发仪旋干，在100-120℃干燥6-12h，然后在空气吹扫下300-500℃焙烧2-6h，最终得到掺杂K和/或S助剂的α-Al2O3负载双金属氧化物的催化剂。2.根据权利要求1所述的含有助剂的α-Al2O3负载双金属氧化物的催化剂，其特征在于：通过调节S1中油酸铁-油酸M的混合物与油酸的质量比，可得到含有助剂的相同负载量不同颗粒尺寸的双金属氧化物负载到α-Al2O3上的催化剂。3.根据权利要求1所述的含有助剂的α-Al2O3负载双金属氧化物的催化剂，其特征在于：所述金属M为金属镁，双金属氧化物为镁铁氧化物，其中镁和铁的摩尔比为0.27：2.73。4.还包括一种制备含有助剂的α-Al2O3负载双金属氧化物催化剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：将油酸铁-油酸M的复合物及油酸溶于高沸点溶剂中，其中油酸铁-油酸M的复合物与油酸的质量比(5-50)：1；先用惰性气体脱气30-60min；以3-5℃/min的升温速率升到...

【专利技术属性】
技术研发人员：马新宾，黄守莹，袁勇，王洪宇，吕静，李振花，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12