一种封装金属纳米颗粒的纯硅S-1分子筛催化剂、制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种封装金属纳米颗粒的纯硅S‑1分子筛催化剂、制备方法和应用，所述的催化剂是在纯硅S‑1分子筛原位合成过程中，添加金属前驱体，“一步法”实现纯硅S‑1分子筛封装金属纳米颗粒；所述的封装催化剂形貌规整，金属纳米颗粒分布均匀、粒径均一、且尺寸在1～10nm；所述的封装金属纳米颗粒的纯硅S‑1分子筛中金属含量为0.1～20wt％。该封装催化剂应用于苯酚催化反应中，与传统湿浸渍法合成的金属催化剂相比，显著提高了苯酚转化率、苯选择性以及催化稳定性。

A pure silicon S-1 zeolite catalyst encapsulating metal nanoparticles, its preparation method and Application

The present invention relates to a pure silicon S_1 zeolite catalyst for encapsulating metal nanoparticles, its preparation method and application. The catalyst is a one-step method for encapsulating metal nanoparticles in pure silicon S_1 zeolite by adding metal precursors during in-situ synthesis of pure silicon S_1 zeolite. The encapsulated catalyst has regular morphology, uniform distribution of metal nanoparticles and uniform particle size. The metal content in the pure silicon S_1 molecular sieve encapsulated with metal nanoparticles is 0.1-20wt%. Compared with metal catalysts synthesized by traditional wet impregnation method, the encapsulated catalyst can significantly improve phenol conversion, benzene selectivity and catalytic stability.

【技术实现步骤摘要】
一种封装金属纳米颗粒的纯硅S-1分子筛催化剂、制备方法及其应用
本专利技术涉及催化剂领域，具体涉及一种封装金属纳米颗粒的纯硅S-1分子筛催化剂、制备方法及其应用，确切地说，是关于一种封装非贵金属Ni、Co、Fe、Mo等中的至少一种的纳米颗粒的纯硅S-1分子筛的催化剂、制备方法以及在含氧化合物催化反应中的应用。
技术介绍
芳烃中苯(B)、甲苯(T)及二甲苯(X)(简称BTX)，是非常重要的基础化工原料，因主要源自石油，其价格与石油价格密切相关；当前国内市场供不应求。目前，中低温煤焦油多数直接燃烧，既浪费资源又二次污染环境；以加氢方式制备汽柴油，暂时成为一种主流的加工方式。但受当前原油价格偏低影响，加之氢耗大、收益低、产能小且分散等问题致使其开工率低。酚油馏分是中低温煤焦油的主要组成部分，质量占比为30～45％，包括苯酚、甲酚、二甲酚等酚类化合物，因物化性质相似，分离困难。理论上，酚油馏分以较低氢耗直接氢解脱氧制BTX是其高值化利用的重要方向；其中，高效催化剂的理性设计和可控制备是关键技术之一。下列公开专利和文献以传统湿浸渍法制备的金属催化剂，并用于酚类催化转化反应中(包括气相和液相反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种封装金属纳米颗粒的纯硅S‑1分子筛催化剂，其特征在于，所述的催化剂是在纯硅S‑1分子筛原位合成过程中，添加金属前驱体，实现纯硅S‑1分子筛封装金属纳米颗粒；所述的封装催化剂形貌规整，金属纳米颗粒分布均匀、粒径均一，且尺寸为1～10nm；所述的封装金属纳米颗粒的纯硅S‑1分子筛催化剂中金属含量为0.1～20wt％；所述的催化剂中封装的金属为非贵金属M，所述M包括Ni、Co、Cu、Fe、Mo、Zn、Mn、Cr中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种封装金属纳米颗粒的纯硅S-1分子筛催化剂，其特征在于，所述的催化剂是在纯硅S-1分子筛原位合成过程中，添加金属前驱体，实现纯硅S-1分子筛封装金属纳米颗粒；所述的封装催化剂形貌规整，金属纳米颗粒分布均匀、粒径均一，且尺寸为1～10nm；所述的封装金属纳米颗粒的纯硅S-1分子筛催化剂中金属含量为0.1～20wt％；所述的催化剂中封装的金属为非贵金属M，所述M包括Ni、Co、Cu、Fe、Mo、Zn、Mn、Cr中的至少一种。2.如权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述的封装金属纳米颗粒的纯硅S-1分子筛催化剂是经下述步骤得到的：(1)将硅源、碱源、结构导向剂及去离子水混合得到混合物A，其摩尔组成为：OH-/SiO2＝0.05～0.5、SDA/SiO2＝0.05～0.5、H2O/SiO2＝5～60；将所述的混合物A在60～120℃下水热处理2～24h；(2)将金属M前驱体缓慢滴加至步骤(1)水热处理得到的产物中，得到混合物B；混合物B的摩尔组成为：OH-/SiO2＝0.05～0.5、SDA/SiO2＝0.05～0.5、H2O/SiO2＝10～60、M/SiO2＝0.01～0.1；将所述的混合物B在60～80℃下水热处理2～6h；(3)将步骤(2)得到的产物转入晶化釜中，一定晶化温度下动态水热晶化处理一段时间后取出，经过滤、烘干、焙烧、还原，得到封装金属颗粒的纯硅S-1分子筛催化剂；其中，所述的晶化处理的温度为100～180℃，晶化处理的时间为12～72h。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的硅源选自固体硅胶、白炭黑、硅溶胶或正硅酸乙酯中的至少一种；优选地，步骤(1)中所述的硅源为正硅酸乙酯。4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的碱源选自氢氧化钠、氢氧化钾、四乙基氢氧化铵和四丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：石艳春，曹宏斌，谢勇冰，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11