负载型催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种负载型催化剂及其制备方法，所述负载型催化剂包括活性相和载体，其中，所述活性相为Fe；所述载体为Al2O3、ZrO2和CeO2中的一种或多种。所述制备方法制备过程易工业化，具有较高CO2转化率和高α直链烯烃选择性，稳定性好。稳定性好。稳定性好。

Supported catalyst and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
负载型催化剂及其制备方法


[0001]本申请涉及化工
，更具体地讲，涉及一负载型催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]18世纪工业革命以来，煤、石油、天然气等化石燃料的利用，虽促进了人类社会经济的发展，但不可避免排放巨量CO2，导致日益严峻的全球变暖等环境问题。我国能源供给主要依赖于煤炭(约占70％)、石油和天然气等，目前CO2排放量占全球25％以上，2018年达到100亿吨。随着经济的持续高速发展，CO2的排放量仍将持续增长，面临着巨大的CO2减排压力。
[0003]目前，国内外学者开发了一些类费托铁氧化物催化剂可直接实现CO2加氢制取低碳烯烃。
[0004]例如，公开号为CN108620089A的中国专利公开了一种二氧化碳加氢制低碳烯烃催化剂及其制备方法与应用。该催化剂为Fe3O4纳米球表面负载锰助剂，锰助剂的负载量为5～20％wt。在反应温度为350℃，反应空速为4000h
‑1时，CO2的转化率达44.7％，C2‑
C4烯烃的选择性为46.2％，副产物CO和CH4的选择性分别为9.3％和22％。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本专利技术的目的之一在于提供一种原料易获取、制备过程易工业化的负载型催化剂及其制备方法。
[0006]本专利技术的一方面提供了一种负载型催化剂，所述负载型催化剂包括活性相和载体，其中，活性相为Fe；载体为Al2O3、ZrO2和CeO2中的一种或多种。
[0007]可选地，所述负载型催化剂还包括结构助剂，所述结构助剂可以包括MnO2、ZnO、CuO和Ga2O3中的一种或多种。
[0008]可选地，所述活性相相对于所述活性相、所述载体和所述结构助剂的总量的质量分数可以为10％～30％，所述载体相对于所述活性相、所述载体和所述结构助剂的总量的质量分数可以为30％～90％，所述结构助剂相对于所述活性相、所述载体和所述结构助剂的总量的质量分数可以为0％～45％。
[0009]可选地，所述活性相相对于所述活性相、所述载体和所述结构助剂的总量的质量分数可以为20％～25％，所述载体相对于所述活性相、所述载体和所述结构助剂的总量的质量分数可以为50％～70％，所述结构助剂相对于所述活性相、所述载体和所述结构助剂的总量的质量分数可以为3％～10％。
[0010]可选地，所述负载型催化剂还可以包括化学助剂，所述化学助剂可以为Na、K、Rb、Cs中的一种或多种。
[0011]可选地，所述化学助剂相对于所述催化剂的质量分数可以为0.5％～5％。
[0012]可选地，所述化学助剂相对于所述催化剂的质量分数可以为1％～3％。
[0013]本专利技术的另一方面提供了一种负载型催化剂的制备方法，所述制备方法采用以下六种方式中的任一种：
[0014]第一种方式：
[0015]将活性相前驱体、结构助剂前驱体和载体前驱体溶解于水，得到混合溶液；采用共沉淀法，向混合溶液中加入沉淀剂，沉淀完全之后，静置、洗涤、离心、烘干、焙烧，得到第一中间物M
X
A
Y
S
Z
；以及采用等体积浸渍法，将化学助剂浸渍到所述第一中间物M
X
A
Y
S
Z
上，静置、烘干，得到负载型催化剂M
X
A
Y
S
Z
C
w
。
[0016]第二种方式：
[0017]将结构助剂前驱体和载体前驱体溶解于水，得到混合溶液；采用共沉淀法，向混合溶液中加入沉淀剂，沉淀完全之后，静置、洗涤、离心、烘干、焙烧，得到第二中间物A
Y
S
Z
；采用湿法浸渍法，将所述第二中间物A
Y
S
Z
分散到去离子水中，得到悬浮液，并将活性相的可溶性盐溶液加入所述悬浮液中，在搅拌的同时水浴蒸发至粘稠状，烘干、研磨、焙烧得到第三中间物M
X
A
Y
S
Z
；以及采用等体积浸渍法，将化学助剂浸渍到所述第三中间物M
X
A
Y
S
Z
上，静置、烘干，得到负载型催化剂M
X
A
Y
S
Z
C
w
。
[0018]第三种方式：
[0019]将第一载体前驱体和第二载体前驱体溶解到水中，得到混合溶液；采用共沉淀法，向混合溶液中加入沉淀剂，沉淀完全之后，静置、洗涤、离心、烘干、焙烧，得到第四中间物S
Z1
S
Z2
；采用湿法浸渍法，将所述第四中间物S
Z1
S
Z2
分散到去离子水中，并加入活性相的可溶性盐溶液，在搅拌的同时水浴蒸发至粘稠状，烘干、研磨、焙烧得到第五中间物M
X S
Z1
S
Z2
；以及采用等体积浸渍法，将化学助剂浸渍到所述第五中间物M
X
S
Z1
S
Z2
上，静置、烘干，得到负载型催化剂M
X
S
Z1
S
Z2
C
w
。
[0020]第四种方式：
[0021]采用湿法浸渍法，将载体直接分散于去离子水中，加入活性相的可溶性盐溶液在搅拌的同时水浴蒸发至粘稠状，烘干、研磨、焙烧，得到第六中间物M
X
S
Z
；采用等体积浸渍法，将化学助剂浸渍到所述第六中间物M
X
S
Z
，静置、烘干，得到负载型催化剂M
X
S
Z
Cw。
[0022]第五种方式：
[0023]将活性相前驱体、两种载体前驱体(例如，第一载体前驱体和第二载体前驱体)溶解到水中，得到混合溶液；采用共沉淀法，向所述混合溶液中加入沉淀剂，沉淀完全之后，静置、洗涤、离心、烘干、焙烧，得到第七中间物M
X
S
Z1
S
Z2
；采用等体积浸渍法，将化学助剂浸渍到所述第七中间物M
X
S
Z1
S
Z2
上，静置、烘干，得到负载型催化剂M
X
S
Z1
S
Z2
C
w
。
[0024]第六种方式：
[0025]采用湿法浸渍法，将载体直接分散于去离子水中，加入活性相前驱体和结构助剂前驱体，搅拌下水浴蒸发至粘稠状，烘干，研磨、焙烧，得到催化剂M
X
A
Y
S
Z
；采用等体积浸渍法，将化学助剂浸渍到催化剂M
X
A
Y
S
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载型催化剂，其特征在于，所述负载型催化剂包括活性相和载体，其中，所述活性相为Fe；所述载体为Al2O3、ZrO2和CeO2中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的负载型催化剂，其特征在于，所述负载型催化剂还包括结构助剂，所述结构助剂包括MnO2、ZnO、CuO和Ga2O3中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的负载型催化剂，其特征在于，所述活性相相对于所述活性相、所述载体和所述结构助剂的总量的质量分数为10％～30％，所述载体相对于所述活性相、所述载体和所述结构助剂的总量的质量分数为30％～90％，所述结构助剂相对于所述活性相、所述载体和所述结构助剂的总量的质量分数为0％～45％。4.根据权利要求3所述的负载型催化剂，其特征在于，所述活性相相对于所述活性相、所述载体和所述结构助剂的总量的质量分数为20％～25％，所述载体相对于所述活性相、所述载体和所述结构助剂的总量的质量分数为50％～70％，所述结构助剂相对于所述活性相、所述载体和所述结构助剂的总量的质量分数为3％～10％。5.根据权利要求1所述的负载型催化剂，其特征在于，所述负载型催化剂还包括化学助剂，所述化学助剂为碱金属元素，所述碱金属元素包括Na、K、Rb、Cs中的一种或多种。6.根据权利要求5所述的负载型催化剂，其特征在于，所述化学助剂相对于所述催化剂的质量分数为0.5％～5％。7.根据权利要求6所述的负载型催化剂，其特征在于，所述化学助剂相对于所述催化剂的质量分数为1％～3％。8.一种负载型催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法采用以下六种方式中的任一种，第一种方式：将活性相前驱体、结构助剂前驱体和载体前驱体溶解于水，得到混合溶液；采用共沉淀法，向混合溶液中加入沉淀剂，沉淀完全之后，静置、洗涤、离心、烘干、焙烧，得到第一中间物M
X
A
Y
S
Z
；以及采用等体积浸渍法，将化学助剂浸渍到所述第一中间物M
X
A
Y
S
Z
上，静置、烘干，得到负载型催化剂M
X
A
Y
S
Z
C
w
；第二种方式：将结构助剂前驱体和载体前驱体溶解于水，得到混合溶液；采用共沉淀法，向混合溶液中加入沉淀剂，沉淀完全之后，静置、洗涤、离心、烘干、焙烧，得到第二中间物A
Y
S
Z
；采用湿法浸渍法，将所述第二中间物A
Y
S
Z
分散到去离子水中，得到悬浮液，并将活性相的可溶性盐溶液加入所述悬浮液中，在搅拌的同时水浴蒸发至粘稠状，烘干、研磨、焙烧得到第三中间物M
X
A
Y
S
Z
；以及采用等体积浸渍法，将化学助剂浸渍到所述第三中间物M
X
A
Y
S
Z
上，静置、烘干，得到负载型催化剂M
X
A
Y
S
Z
C
w
；第三种方式：将第一载体前驱体和第二载体前驱体溶解到水中，得到混合溶液；采用共沉淀法，向混合溶液中加入沉淀剂，沉淀完全之后，静置、洗涤、离心、烘干、焙...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩一帆，涂维峰，刘洋洋，时彦玲，张振洲，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：