油溶性单分散金属氧化物纳米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金属氧化物纳米催化剂制备方法及应用；制备方法包括如下步骤：取溶剂，向其中加入金属醇盐或金属无机盐，配制金属盐溶液；取溶剂，向其中加入水解促进剂，配制水解促进剂溶液；将金属盐溶液和水解促进剂溶液混合，得到反应液；陈化处理上述反应液，洗涤后再分散到溶剂中得到前驱体分散体；取表面活性剂，将前驱体分散体及表面活性剂溶液进行混合，并对其溶剂热处理，得到纳米金属氧化物颗粒；溶剂热后，将纳米金属氧化物颗粒洗涤、干燥，再分散到有机溶剂中，即得产物。所述纳米金属氧化物颗粒一维尺寸为2～35nm，具有单分散性；分散体固含量为1wt.％～60wt.％，静置≥6个月无沉降。

【技术实现步骤摘要】
油溶性单分散金属氧化物纳米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，涉及一种单分散金属氧化物纳米催化剂制备方法及应用，尤其是一种油溶性单分散金属氧化物纳米催化剂、制备方法及应用。
技术介绍
众所周知，催化反应工程的核心就是催化剂，催化反应通常可分为均相催化和多相催化。前者催化剂和反应物质处于同一相，如均为气态或液态，没有相界面的存在而进行化学反应；后者则不是同一相，这时反应在两相界面中进行。工业上许多重要的催化反应大多是多相催化反应，且以催化剂是固态物质，反应物是气态或液态居多。能够起均相催化作用的催化剂为均相催化剂，均相催化剂活性中心高度分散且均一，在单相中粒子接触多，因而表现出比多相催化剂更高的活性和选择性，且具有反应条件温和(通常低温低压)、反应动力学和机理的研究比较容易深入、易于表征等优点。催化裂解、蒸汽裂解、催化裂化等工艺的催化剂分为分子筛催化剂、金属氧化物催化剂和复合催化剂。沸石分子筛型催化剂一般将分子筛制成催化剂涂层，但是涂覆过程比较繁琐，同时，当负载的机械强度不够时，很容易造成催化剂脱落现象。而由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油溶性单分散金属氧化物纳米催化剂，其特征在于：包括油溶性单分散金属氧化物分散体，所述油溶性单分散金属氧化物分散体包括二氧化铈分散体、氧化锌分散体、四氧化三铁分散体、三氧化二铁分散体、二氧化钛分散体或二氧化锆分散体；/n其中，/n所述二氧化铈分散体的固含量为1wt.％～60wt.％，平均粒径为2～10nm；/n所述氧化锌分散体的固含量为1wt.％～10wt.％，平均粒径为10～35nm；/n所述四氧化三铁分散体的固含量为1wt.％～30wt.％，平均粒径为5～15nm；/n所述三氧化二铁分散体的固含量为1wt.％～30wt.％，平均粒径为5～35nm；/n所述二氧化钛分散体的固含量为1w...

【技术特征摘要】
1.一种油溶性单分散金属氧化物纳米催化剂，其特征在于：包括油溶性单分散金属氧化物分散体，所述油溶性单分散金属氧化物分散体包括二氧化铈分散体、氧化锌分散体、四氧化三铁分散体、三氧化二铁分散体、二氧化钛分散体或二氧化锆分散体；
其中，
所述二氧化铈分散体的固含量为1wt.％～60wt.％，平均粒径为2～10nm；
所述氧化锌分散体的固含量为1wt.％～10wt.％，平均粒径为10～35nm；
所述四氧化三铁分散体的固含量为1wt.％～30wt.％，平均粒径为5～15nm；
所述三氧化二铁分散体的固含量为1wt.％～30wt.％，平均粒径为5～35nm；
所述二氧化钛分散体的固含量为1wt.％～30wt.％，平均粒径为10～15nm；
所述二氧化锆分散体的固含量为1wt.％～60wt.％，平均粒径为2～10nm。


2.如权利要求1所述油溶性单分散金属氧化物纳米催化剂的制备方法，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，向其中加入金属醇盐或金属无机盐，配制金属盐溶液；
2)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；
3)将金属盐溶液和水解促进剂溶液混合，得到反应液；
4)陈化处理上述反应液，洗涤后再分散到溶剂中后得到前驱体分散体；
5)取表面活性剂，将前驱体分散体及表面活性剂溶液进行混合，并对其溶剂热反应，得到纳米金属氧化物颗粒；
6)溶剂热后，将纳米金属氧化物颗粒洗涤、干燥，再分散到有机溶剂中，即得产物。


3.根据权利要求2所述油溶性单分散金属氧化物纳米催化剂的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述金属醇盐或金属无机盐包括制备二氧化铈的铈源、制备氧化锌的锌源、制备四氧化三铁和三氧化二铁的铁源、制备二氧化钛的钛源或制备二氧化锆的锆源；所述制备二氧化铈的铈源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；制备氧化锌的锌源选自下列物质中的一种或多种：二水合乙酸锌、乙酰丙酮锌、六水合硝酸锌、七水合硫酸锌、碱式碳酸锌；制备四氧化三铁和三氧化二铁的铁源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；制备二氧化钛的钛源选自下列物质中的一种或多种：钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、钛酸异丙酯、四氯化钛、硫酸氧钛水合物、硫酸钛；制备二氧化锆的锆源选自下列物质中的一种或多种：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；
优选地，步骤1)中，所述金属盐溶液的浓度为2wt.％～40wt.％；更优选地，所述金属盐溶液的浓度为2wt.％～30wt.％；最优选地，所述金属盐溶液的浓度为5wt.％～20wt.％。


4.根据权利要求2所述油溶性单分散金属氧化物纳米催化剂的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述水解促进剂选自下列物质中的一种或多种：乙酸、盐酸、硝酸、氢氧化钾、氢氧化钠、氨水、四甲基氢氧化铵；
优选地，步骤2)中，所述水解促进剂的浓度为1wt.％～20wt.％；更优选地，步骤2)中，所述水解促进剂的浓度为1wt.％～10wt.％；最优选地，步骤2)中，所述水解促进剂的浓度为2wt.％～8wt.％；
优选地，步骤1)或2)中，所述溶剂中水与有机溶剂的比例为任意比例；所述有机溶剂选自下面中的一种或几种：甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、环己醇、辛醇、乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丙三醇、苯甲醇、丙酮、丁酮、环己酮、苯胺、二甲亚砜、四氢呋喃、四氯化碳、二氯甲烷、三氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷、正庚烷、正癸烷、吡啶、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基异丁基丙酮、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯。


5.根据权利要求2所述油溶性单分散金属氧化物纳米催化剂的制备方法，其特征在于：步骤3)中，混合水解促进剂和金属盐溶液前，需将金属盐溶液和水解促进剂溶液分别充分搅拌均匀，并且在搅拌状态下，将水解促进剂溶液匀速逐滴加入到金属盐溶液中，控制搅拌速率≥300r/min，加入过程温度为0～65℃；
优选地，步骤3)中，控制搅拌速率≥500r/min，加入过程温度为25～65℃；
优选地，步骤3)中，金属盐溶液和水解促进剂溶液的混合方式还可为：将金属盐溶液和水解促进剂溶液分别置于储槽中，预热到反应温度后，按比例加入到分子混合强化反应器中反应；
优选地，步骤3)中，所述水解促进剂占金属盐的摩尔比0～800mo...

【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