碳氮包覆负载型金属单原子催化剂、制备方法及其应用技术

本发明专利技术保护一种具有CN@M1/载体结构的催化剂，其制备方法，再生方法及应用，其中所述M为贵金属和过渡金属，该催化剂中至少一部分M金属以单原子位点状态分散在载体上。本发明专利技术催化剂具有较高的烷烃脱氢的活性，相对于传统的催化剂，活性金属用量更低且催化转化率和选择性更高。性更高。性更高。

【技术实现步骤摘要】
碳氮包覆负载型金属单原子催化剂、制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于石油化工
，具体涉及烷烃脱氢催化剂。

技术介绍

[0002]低碳烯烃包括异丁烯、1
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丁烯、2
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丁烯、1,3
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丁二烯、丙烯、乙烯等，是石油化工的基础原料，广泛用于生产有机化工原料、树脂橡胶塑料、合成汽油等。石油化工行业中有大量低级烷烃以副产物形式产生，对其进行脱氢即可获得相应低碳烯烃，逐渐受到学术界和工业界的关注。
[0003]已成功实现工业化应用的低级烷烃脱氢的催化体系主要为以氧化物为载体的负载型金属纳米粒子催化体系，活性金属元素可为铂、铬、钒、钼、镓等，但自上世纪八十年代以来，成功实现工业化的仅有上述铂系和铬系两类，大量的研究也仅在此基础上添加锂、钾、镁、钙、镧、锌、锡等多种助剂进行改性，尝试利用这些金属元素与催化剂中活性组分和载体的相互作用调控优化催化性能。
[0004]但这两类催化剂都有明显缺陷：铂系催化剂上铂以纳米颗粒形式存在，贵金属并非全部暴露在催化剂表面，负载量较高而利用率较低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有CN@M1/载体结构的催化剂，其中，M选自贵金属原子或过渡金属的一种或多种，其中贵金属原子选自Pt、Au、Ru、Rh、Pd、Ir或Ag，过渡金属选自Fe、Co、Mn、Ni或Cu，M1表明该金属以单原子位点状态存在，该催化剂中M含量基于催化剂重量为0.01
‑
10wt％，优选0.05
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5wt％，特别优选0.1
‑
1wt％。所述载体为工业常用载体，包括氧化铝、分子筛、二氧化硅
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氧化铝、氧化钛或其任意两种或更多种的混合物；载体的形态选自非成型的粉末状，或成型的结构，成型结构包括球形、条状、圆柱状、多空通道、蜂窝体；优选氧化铝、分子筛、氧化钛载体；CN@表示碳氮层包裹。2.如权利要求1所述催化剂，其中所述催化剂中，进一步含有Zn，Zn含量基于催化剂重量为0.01
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20wt％，优选0.05
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10wt％，特别优选0.1
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5wt％。3.如权利要求1或2所述催化剂，其中，所述M金属为Pt、Ru、Pd、Ir或Rh。4.一种具有CN@M1‑
Zn/载体结构的催化剂，M选自Pt、Au、Ru、Rh、Pd、Ir、Ag、Fe、Co、Mn、Ni或Cu，优选M为Pt、Ru、Pd、Ir、Rh或Co，其中M含量基于催化剂重量计为0.05
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5wt％，特别优选0.1
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1wt％，Zn含量0.05
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10wt％，特别优选0.1
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5wt％，载体为氧化铝、分子筛或氧化钛载体。5.一种制备权利要求1
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4任一的具有CN@M1/载体结构的催化剂的方法，包括：步骤一：金属活性组分负载在载体上，形成催化剂前体；步骤二：用ZIF
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8包覆催化剂前体；步骤三：在真空、惰性气体或H2气氛中热解，热解温度400
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1000℃。M金属选自贵金属原子或过渡金属的一种或多种，其中贵金属原子选自Pt、Au、Ru、Rh、Pd、Ir或Ag，过渡金属选自Fe、Co、Mn、Ni或Cu，优选M为Pt、Ru、Pd、Ir、Rh或Co，M1表明该金属以单原子位点状态存在；所述载体为工业常用载体，包括氧化铝、分子筛、二氧化硅
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氧化铝、氧化钛或其任意两种或更多种的混合物，优选为氧化铝、分子筛、氧化钛载体；步骤一中，所述M金属活性组分以金属前驱体的方式负载在载体上，M金属盐是无...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杨，连超，邓明亮，王梦云，杨洪衬，王敏朵，
申请(专利权)人：北京单原子催化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：