本发明专利技术涉及合成气制低碳混合醇领域，特别涉及合成气制低碳混合醇的催化剂领域。一种合成气制低碳混合醇的富勒烯负载催化剂，该催化剂按重量百分比计组成为：富勒烯:30
【技术实现步骤摘要】
一种合成气制低碳混合醇的富勒烯负载催化剂制法和应用
[0001]本专利技术涉及合成气制低碳混合醇领域，特别涉及合成气制低碳混合醇的催化剂领域。
技术介绍
[0002]低碳混合醇可作为优良的洁净车用燃料，由于醇本身含有氧，具有燃烧充分、效率高且CO、NOx 及烃类排放量少等优点。其本身也是一种良好的洁净燃料，加之近年来经济价格较高的高级醇类的市场需求增加也使得低碳醇的研究受到关注。因此，CO加氢催化合成低碳混合醇反应在化学领域中具有重要应用前景。
[0003]由合成气直接合成低碳醇的研究较为广泛，所形成的催化剂体系主要有以下四种：（1）改性甲醇合成催化剂（Cu/ZnO/Al2O3, ZnO/Cr2O3）：此催化剂由甲醇合成催化剂加入适量的碱金属或碱土金属化合物改性而得，较典型的专利有 EP
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0034338
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A2 （C.E. Hofstadt等人）及美国专利4513100（Snam公司资助，专利技术人为Fattore等人）。此类催化剂虽然活性较高，产物中异丁醇含量高，但缺点是反应条件苛刻（压力为14
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20MPa，温度为350
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450℃），高级醇选择性低(一般小于35％)，产物中含水量高（一般为30
‑
50％）；（2）Rh基催化剂（如US 4014913及4096164 ）：负载型Rh催化剂中加入一到两种过渡金属或金属氧化物助剂后，对低碳醇合成有较高的活性和选择性，特别是对C2+醇的选择性较高，产物以乙醇为主。但Rh化合物价格昂贵，催化剂易被CO2毒化，其活性和选择性一般达不到工业生产的要求。（3）抗硫MoS2催化剂：最值得一提是美国DOW公司开发的钼系硫化物催化剂（主要专利见Stevens等人的US patent 4882360），该催化体系不仅具有抗硫性，产物含水少，而且高级醇含量较高，达30
‑
70%，其中主要是乙醇和正丙醇。此催化剂存在的主要问题是其中的助剂元素极易与一氧化碳之间形成羰基化合物，造成助剂元素的流失，影响催化剂的活性及选择性，致使催化剂稳定性和寿命受到限制。（4）Cu
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Co催化剂：法国石油研究所(IFP)首先开发了Cu
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Co共沉淀低碳醇催化剂，仅1985前就获得了四个催化剂专利(US Patent 4122110 ,4291126及GB Patent 2118061, 2158730)，此催化剂合成的产物主要为C1
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C6直链正构醇，副产物主要为C1
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C6脂肪烃，反应条件温和（与低压甲醇合成催化剂相似）。该催化剂的缺点是稳定性较差。
[0004]富勒烯具有封闭笼状结构的还可能有C
28
、C
32
、C
50
、C
70
、C
84
……
C
240
、C
540
等，其中最主要的碳60，化学式为C
60
，是一种碳原子簇。它由60个碳原子构成像足球一样的32面体，包括20个六边形，12个五边形。这60个C原子在空间进行排列时，形成一个化学键最稳定的空间排列位置，恰好与足球表面格的排列一致。属于一种非金属单质。由碳原子结合形成的稳定分子是一种具有半导体性、碱性、高硬度、良好化学稳定性和力学稳定性的材料。富勒烯的碳骨架掺杂氮原子不但产生独特的电子结构和合适的带隙，而且增强了场发射、光催化和碱催化、碳捕获和储能性能。C
60
分子轨道计算表明，富勒烯烯具有较大的离域能。C
60
具有金属光泽，有许多优异性能，如超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀、在光、电、磁等领域有潜
在的应用前景。。
[0005]C
60
由碳和氮构成的共价键化合物，具有类似金刚石的四面体结构单元，因而具有非常好的化学稳定性、高的机械强度和硬度，以及良好的导热导电性能。在催化反应过程中可以有效地传递反应热，此外C
60
不仅具有较大的比表面积和多孔结构，而且具有形状、尺寸均一的孔洞，能够显著增加催化剂活性位点和吸附能力，因此富勒烯尤其适合作为催化剂载体。富勒烯良好的化学稳定性，有利于保持催化剂结构的稳定，从而延长催化剂寿命；高的机械强度和硬度，有利于提高催化剂的强度和耐磨损性能；良好的导热导电性能，有利于催化剂在反应过程中的热传递以及催化剂活性组分与载体间的电子传递。目前，国内外对于由合成气制低碳混合醇的以富勒烯为基体的催化剂研究还相对较少。中国专利CN1736594A 报道了一种钴和钯负载锌铬尖晶石的催化剂及其制备方法，该催化剂可以选择地使合成气转化为低碳混合醇和液态烷烃混合物。该催化剂采用简单的浸渍法制备，但催化剂活性组分为钴和钯，价格昂贵，稳定性较差，致使催化剂的工业应用受到限制。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种选择性高，稳定性好，成本低，在温和反应条件下高选择性的由合成气制低碳混合醇的催化剂及其制备方法和应用。
[0007]一种合成气制低碳混合醇的富勒烯负载催化剂，该催化剂按重量百分比计组成为：富勒烯:30
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50%,Cu:20
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35%, Fe:10
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25%, Mn:5
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15%, Zn:5
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15%, Zr:5
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15%, Co:1
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5%, M:0.1
‑
5%。
[0008]所述的富勒烯为40
‑
60目的，富勒烯为C
60
和C
70
中的的一种或者两种任意比混合。
[0009]M为碱土金属、碱金属、过渡金属中的一种金属或者几种金属的混合。
[0010]碱土金属为Mg、Ca或Ba，碱金属为Na、 K、Li或Cs，过渡金属为Al、Si、Mo、Cr、La或Ce。
[0011]一种合成气制低碳混合醇的富勒烯负载催化剂的制备方法，将富勒烯和金属硝酸盐溶液混合成悬浮液，在30
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50℃加入在搅拌条件下沉淀剂，保持pH=6
‑
9，生成沉淀，将沉淀经蒸馏水洗涤至中性，在80
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110℃下干燥，在450
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550℃下焙烧，获得合成气制低碳混合醇的富勒烯负载催化剂。
[0012]沉淀剂为碳酸钠，碳酸锂，碳酸铯，碳酸钾和氨水中的一种或多种。
[0013]加入沉淀剂时，加入一种沉淀剂形成所有金属的共沉淀。
[0014]加入沉淀剂时，加入一种沉淀剂形成部分金属的沉淀，然后依次再加入一种不同的沉淀剂，形成其它金属的分层沉淀。
[0015]保持pH=7
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8，生成沉淀。
[0016]一种合成气制低碳混合醇的富勒烯负载催化剂的应用，在温度为220
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280℃，压力为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种合成气制低碳混合醇的富勒烯负载催化剂，其特征在于：该催化剂按重量百分比计组成为：富勒烯:30
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50%,Cu:20
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35%, Fe:10
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25%, Mn:5
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15%, Zn:5
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15%, Zr:5
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15%, Co:1
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5%, M:0.1
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5%。2.如权利要求1所述的一种合成气制低碳混合醇的富勒烯负载催化剂，其特征在于：所述的富勒烯为40
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60目的，富勒烯为C
60
和C
70
中的的一种或者两种任意比混合。3.如权利要求1所述的一种合成气制低碳混合醇的富勒烯负载催化剂，其特征在于：M为碱土金属、碱金属、过渡金属中的一种金属或者几种金属的混合。4.如权利要求3所述的一种合成气制低碳混合醇的富勒烯负载催化剂，其特征在于：碱土金属为Mg、Ca或Ba，碱金属为Na、 K、Li或Cs，过渡金属为Al、Si、Mo、Cr、La或Ce。5.如权利要求1所述的一种合成气制低碳混合醇的富勒烯负载催化剂的制备方法，其特征在于：将富勒烯和金属硝酸盐溶液混合成悬浮液，在30
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50℃加入在搅拌条件下沉淀...
【专利技术属性】
技术研发人员：房克功，李文斌，
申请(专利权)人：中国科学院山西煤炭化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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