一种油溶性单分散纳米二氧化铈催化剂、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种油溶性单分散纳米二氧化铈催化剂、制备方法及其应用，所述二氧化铈催化剂包括纳米二氧化铈颗粒和低极性液相介质；所述纳米二氧化铈颗粒表面包覆表面活性剂层，包覆表面活性剂层的纳米二氧化铈颗粒均匀分散于低极性液相介质中形成透明分散体。本发明专利技术所述纳米二氧化铈催化剂透明分散体固含量为5wt.％～60wt.％；二氧化铈晶体粒径小，一维尺寸为1～10nm；具有单分散性，粒度分布均匀，分散性好；该产品透过率高，纯度高，稳定性高，静置≥6个月仍透明无沉降。

【技术实现步骤摘要】
一种油溶性单分散纳米二氧化铈催化剂、制备方法及应用
本专利技术涉及纳米催化剂
；更具体地，涉及一种油溶性单分散纳米二氧化铈催化剂、制备方法及应用。
技术介绍
铈由于其特殊的4f1价电子结构(4f15d16s2)具有Ce3+(Ce2O3)和Ce4+(CeO2)两种氧化态，且两种价态可在不同的氧气气氛下灵活转换[Ce3+(4f1)-e→Ce4+(4f0)和Ce4++e→Ce3+]，因此，二氧化铈具有很好的储氧能力，广泛应于于催化领域。过渡金属、贵金属、稀土金属、碱土金属和碱金属作为异质金属离子掺杂二氧化铈可以稳定二氧化铈立方萤石结构，进一步提高其储氧作用，并提高催化剂的高温稳定性和抗烧结能力，进而显著改善其催化性能，使其在高温催化领域有着更为广泛的应用，在近年来引起了越来越多的关注。乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯等低碳烯烃是非常重要的基本有机化工原料，特别是乙烯和丙烯的双烯生产能力常常被视为一个国家和地区石油化工发展水平的标志。目前，利用催化裂解工艺直接生产低碳烯烃的技术路线已成为研究热点。催化裂解制备低碳烯烃的催化剂主要有金属氧化物催化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油溶性单分散纳米二氧化铈催化剂，其特征在于：包括纳米二氧化铈颗粒和低极性液相介质；所述纳米二氧化铈颗粒表面包覆表面活性剂层，包覆表面活性剂层的纳米二氧化铈颗粒均匀分散于低极性液相介质中形成透明分散体。/n

【技术特征摘要】
1.一种油溶性单分散纳米二氧化铈催化剂，其特征在于：包括纳米二氧化铈颗粒和低极性液相介质；所述纳米二氧化铈颗粒表面包覆表面活性剂层，包覆表面活性剂层的纳米二氧化铈颗粒均匀分散于低极性液相介质中形成透明分散体。


2.根据权利要求1所述油溶性单分散纳米二氧化铈催化剂，其特征在于：所述透明分散体中纳米二氧化铈的固含量为5wt.％～60wt.％，纳米二氧化铈颗粒的一维尺寸为1～10nm；
优选地，所述表面活性剂层包括下列物质中的一种或多种：聚乙二醇400、聚乙二醇2000、聚乙二醇8000、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山俞酸、油酸、亚油酸、十二烷基苯磺酸钠、石油磺酸钠、琥珀酸二辛脂酯磺酸钠、硬脂酸钠、油酸钠、椰油醇硫酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、γ-氨丙基三乙氧基硅烷，γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷；
优选地，所述低极性液相介质包括下列物质中的一种或多种：甲醇、乙醇、乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丙三醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、乙酸、乙腈、N-N二甲基甲酰胺、丙酮、苯胺、二甲亚砜、四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、石油醚30～60℃、石油醚60～90℃、石脑油、白油、鱼油、蓖麻油、花生油、正己烷、环己烷、正庚烷、正癸烷、甲基异丁基甲酮、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、吡啶、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯；所述催化裂解、催化裂化、蒸汽裂解等工艺所用原料油品选自下列物质中的一种或多种：柴油、石脑油、加氢尾油、减压瓦斯油、重质油、JP-10、焦化蜡油、常压渣油、减压渣油。


3.如权利要求1或2所述油溶性单分散纳米二氧化铈催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)取有机溶剂与水的混合物作为溶剂，向其中加入铈盐和掺杂金属盐，配制盐溶液；
2)取有机溶剂与水的混合物作为溶剂，向其中加入表面活性剂，配制表面活性剂溶液；
3)取有机溶剂与水的混合物作为溶剂，向其中加入水解促进剂，配制水解促进剂溶液；
4)将盐溶液和水解促进剂溶液混合，得到反应液；
5)将氧化剂加入到反应液中混合进行氧化反应，直至反应液变为黄色；
6)将表面活性剂溶液加入到变色后的反应液中混合进行改性，并对其陈化处理，得到纳米二氧化铈颗粒；
7)将纳米二氧化铈颗粒进行洗涤、干燥，再分散到低极性液相介质中，即得产物。


4.根据权利要求3所述油溶性单分散纳米二氧化铈催化剂的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述铈盐选自下列物质中的一种或多种：四水合硫酸铈、八水合硫酸亚铈、七水合氯化铈、六水合硝酸铈、醋酸铈水合物、硝酸铈铵；所述有机溶剂选自下列物质中的一种或多种：甲醇、乙醇、乙酸、异丙醇、正丁醇、异丁醇、新戊醇、乙二醇、丙三醇、苯甲醇；所述掺杂金属元素的盐选自下列物质中的一种或多种：四水合氯化亚铁、六水合三氯化铁、七水合硫酸亚铁、硫酸铁水合物、九水合硝酸铁、乙酰丙酮铁；亚硝酸钴钾、亚硝酸钴钠、六水合硝酸钴、四水合乙酸钴、二水合草酸钴、乙酰丙酮钴、七水合硫酸钴、六水合硝酸钴、氯化钴；四水合乙酸锰、一水合硫酸锰、四水合氯化锰、四水合硝酸锰、乙酰丙酮锰；四水合乙酸镁、六水合氯化镁、一水合硫酸镁、甲醇镁、乙醇镁、叔丁醇镁、五水合磷酸镁；二水合氯化钙、一水合乙酸钙、二水合硫酸钙；乙酸锶、草酸锶、硫酸锶、六水合氯化锶、钛酸锶；乙酸钡、乙酰丙酮钡、二水合氯化钡；五水合硝酸锆、硝酸氧锆水合物、八水合氧氯化锆、氯化锆、乙酸锆、乙醇锆、正丙醇锆、异丙醇锆、正丁醇锆、乙酰丙酮锆、碱式碳酸锆、三氟醋酸锆；六水合氯化钇、六水合硝酸钇、八水合硫酸钇；六水合硝酸镧、乙酸镧、七水合氯化镧、乙酰丙酮镧；
优选地，步骤1)中，所述铈盐溶液的浓度为1wt.％～50wt.％，所述掺杂金属盐占铈盐摩尔比为0～30mol.％；更优选地，步骤1)中，所述铈盐溶液的浓度为5wt.％～30wt.％，所述掺杂金属盐占铈盐摩尔比为0～25mol.％；最优选地，步骤1)中，所述铈盐溶液的浓度为5wt.％～20wt.％，所述掺杂金属盐占铈盐摩尔比为0～20mol.％；
优选地，步骤1)，所述有机溶剂选自下列物质中的一种或多种：甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、新戊醇、乙二醇、丙三醇、苯甲醇、正己烷、环己烷、甲苯、四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷所述溶剂中水与有机溶剂的比例为任意比例。


5.根据权利要求3所述油溶性单分散纳米二氧化铈催化剂的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述表面活性剂选自下列物质中的一种或多种：聚乙二醇400、聚乙二醇2000、聚乙二醇8000、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山俞酸、油酸、亚油酸、十二烷基苯磺酸钠、石油磺酸钠、琥珀酸二辛脂酯磺酸钠、硬脂酸钠、油酸钠、椰油醇硫酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)，γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)、γ-巯丙基三乙氧基硅烷(KH-580)、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷(KH-792)；
优选地，步骤2)中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洁欣，夏怡，陈建峰，杜金涛，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11