一种镍纳米团簇负载晶间中孔沸石催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种镍纳米团簇负载晶间中孔沸石催化剂及其制备方法和应用，其制备方法包括以下步骤：以工业Y型沸石为基体，在碱性静态水热环境下解聚工业Y型沸石获取缺陷位的Y小晶种和Beta沸石合成所需的铝源，经过水热反应制得晶间中孔沸石

【技术实现步骤摘要】
一种镍纳米团簇负载晶间中孔沸石催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高活性催化剂制备
，具体而言，涉及一种镍纳米团簇负载晶间中孔沸石催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]中低温煤焦油的清洁转化生产高附加值的液体燃料是解决我国石油资源短缺问题的有效手段之一。中低温煤焦油是一种重要的有机资源，富含脂肪烃、缩合芳烃和不同杂原子的复杂有机化合物，传统以高温高压加氢生产基础燃料油的过程，具体表现为因操作条件苛刻易致缩合芳烃二次缩聚、催化剂活性较差且对杂原子敏感等瓶颈问题导致中低温煤焦油转化困难，煤焦油这一重要有机资源浪费严重。基于此，在温和条件下，开发高活性的功能型催化剂是解决中低温煤焦油的清洁高效转化的重要突破途经。

技术实现思路

[0003]为解决上述缺陷，本专利技术提供了一种镍纳米团簇负载晶间中孔沸石催化剂及其制备方法和应用，本专利技术制得的高活性Ni@HYB催化剂，应用于中低温煤焦油重质组分的温和加氢转化体系，其中中低温煤焦油重质组分中的芳烃、含氧化合物、含氮化合物以及含硫化合物可被完全转化为烷基环烷烃和链烷烃。
[0004]第一方面，本专利技术提供一种镍纳米团簇负载晶间中孔沸石催化剂的制备方法，其包括以下步骤：
[0005]a、以工业Y型沸石为基体，在碱性静态水热环境下解聚工业Y型沸石获取缺陷位的Y小晶种和Beta沸石合成所需的铝源，经过水热反应制得晶间中孔沸石
‑
沸石固体酸载体；
[0006]b、将步骤1)中制得的晶间中孔沸石
‑
沸石固体酸载体经梯度离子交换制得H型的晶间中孔沸石
‑
沸石固体酸载体；
[0007]c、将步骤2)制得的H型的晶间中孔沸石
‑
沸石固体酸载体经羰基镍高效分散法制备获得高活性Ni@HYB催化剂。
[0008]优选地，所述步骤a具体包括以下过程：
[0009]a1、将工业Y型沸石加入NaOH溶液中进行解聚，同时加入气相SiO2、四乙基溴化铵、NH3·
H2O和H2O，搅拌并升温，制得凝胶体；
[0010]a2、将步骤a1制得凝胶体转移至水热反应釜内，密封后置于鼓风干燥烘箱内进行晶化，取出混合物经水洗、离心，制得沉淀物；
[0011]a3、将步骤a2制得沉淀物进行干燥，获得干燥沉淀物，将干燥沉淀物置于氧气气氛炉进行焙烧，然后冷却，制备获得晶间中孔沸石
‑
沸石固体酸载体。
[0012]优选地，在步骤a1中，原料的质量配比为：NaOH：气相SiO2：四乙基溴化铵：NH3·
H2O：工业Y型沸石：H2O＝(0.8
‑
1.2)：(6
‑
7)：(16
‑
20)：(5
‑
7)：(20
‑
21)：100。
[0013]更优选地，在步骤a1中，原料的质量配比为：NaOH：气相SiO2：四乙基溴化铵：NH3·
H2O：工业Y型沸石：H2O＝1：6.5：18.0：6.0：20.5：100。
[0014]优选地，在步骤a1中，搅拌的速率为250
‑
350rad/min。
[0015]优选地，在步骤a1中，升温至30
‑
40℃并维持时间4
‑
6h。
[0016]更优选地，在步骤a1中，升温至35℃并维持时间5h。
[0017]优选地，在步骤a2中，晶化温度为120
‑
150℃，晶化时间为5
‑
7d。
[0018]更优选地，在步骤a2中，晶化温度为142℃，晶化时间为5.5d。
[0019]优选地，在步骤a3中，干燥温度为95
‑
105℃，干燥时间16
‑
20h。
[0020]优选地，在步骤a3中，焙烧的升温速率为5
‑
8℃/min，焙烧温度为400
‑
600℃，焙烧时间为5
‑
8h。
[0021]更优选地，在步骤a3中，焙烧的升温速率为6℃/min，焙烧温度为480℃，焙烧时间为6h。
[0022]优选地，所述步骤b具体包括以下过程：
[0023]b1、将晶间中孔沸石
‑
沸石固体酸载体置于硝酸铵溶液中，控制离子交换温度为35
‑
45℃，搅拌，每次交换时间设置为1
‑
2h，经三次交换后离心收集沉淀物；
[0024]b2、将步骤b1制得的沉淀物置于烘箱内进行干燥，置于氧气气氛炉进行焙烧，冷却，制得H型的晶间中孔沸石
‑
沸石固体酸载体。
[0025]优选地，在步骤b1中，硝酸铵溶液的摩尔浓度为0.70
‑
0.80mol L
‑1。
[0026]优选地，在步骤b2中，干燥温度为95
‑
105℃，干燥时间16
‑
20h。
[0027]优选地，在步骤b2中，焙烧的升温速率为5
‑
8℃/min，焙烧温度为400
‑
600℃，焙烧时间为5
‑
8h。
[0028]优选地，所述步骤c具体包括以下过程：
[0029]c1、取高纯镍粉置于程序升温磁耦机械搅拌微型高压微型反应釜中，经多次N2置换去除反应釜空腔内的残余空气，再通入高纯CO冲压至4.5
‑
5.5MPa，控制升温速率为2
‑
3℃至100
‑
110℃反应3
‑
5h，待反应结束后，冷却至0℃取出液体羰基镍，密封保存待用；
[0030]c2、取步骤b获得的H型的晶间中孔沸石
‑
沸石固体酸载体，置于程序升温磁耦机械搅拌微型高压微型反应釜中，取乙醚加入反应釜内，再加入步骤c1制得的液态羰基镍，迅速封闭反应釜；
[0031]c3、经多次N2置换除去反应釜空腔内的残余气体，后冲N2升压至1
‑
2MPa；在室温条件控制搅拌45
‑
55rad/min，以升温速率为2
‑
3℃至105℃反应1
‑
2h，冷却释放体系内的CO气体，并重复步骤c3多次；
[0032]c4、移出混合液经离心收集固体沉淀物，干燥，制得高活性Ni@HYB催化剂。
[0033]优选地，在步骤c2中，H型的晶间中孔沸石
‑
沸石固体酸载体的质量、乙醚的体积与液态羰基镍体积比为g：mL：mL＝1
‑
3：15
‑
25：0.2
‑
2.0。
[0034]优选地，步骤c3中，反应釜体内N2初始压力为1.2MPa，在室温条件控制搅拌50rad/min，以升温速率为2.5℃至105℃反应2h。
[0035]第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镍纳米团簇负载晶间中孔沸石催化剂的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：a、以工业Y型沸石为基体，在碱性静态水热环境下解聚工业Y型沸石获取缺陷位的Y小晶种和Beta沸石合成所需的铝源，经过水热反应制得晶间中孔沸石
‑
沸石固体酸载体；b、将步骤1)中制得的晶间中孔沸石
‑
沸石固体酸载体经梯度离子交换制得H型的晶间中孔沸石
‑
沸石固体酸载体；c、将步骤2)制得的H型的晶间中孔沸石
‑
沸石固体酸载体经羰基镍高效分散法制备获得高活性Ni@HYB催化剂。2.根据权利要求1所述的镍纳米团簇负载晶间中孔沸石催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤a具体包括以下过程：a1、将工业Y型沸石加入NaOH溶液中进行解聚，同时加入气相SiO2、四乙基溴化铵、NH3·
H2O和H2O，搅拌并升温，制得凝胶体；a2、将步骤a1制得凝胶体转移至水热反应釜内，密封后置于鼓风干燥烘箱内进行晶化，取出混合物经水洗、离心，制得沉淀物；a3、将步骤a2制得沉淀物进行干燥，获得干燥沉淀物，将干燥沉淀物置于氧气气氛炉进行焙烧，然后冷却，制备获得晶间中孔沸石
‑
沸石固体酸载体。3.根据权利要求2所述的镍纳米团簇负载晶间中孔沸石催化剂的制备方法，其特征在于，其包括以下任一项或多项特征：(1)在步骤a1中，原料的质量配比为：NaOH：气相SiO2：四乙基溴化铵：NH3·
H2O：工业Y型沸石：H2O＝(0.8
‑
1.2)：(6
‑
7)：(16
‑
20)：(4
‑
8)：(19
‑
22)：100；(2)在步骤a1中，搅拌的速率为250
‑
350rad/min；(3)在步骤a1中，升温至30
‑
40℃并维持时间4
‑
6h；(4)在步骤a2中，晶化温度为120
‑
150℃，晶化时间为5
‑
7d；(5)在步骤a3中，干燥温度为95
‑
105℃，干燥时间16
‑
20h；(6)在步骤a3中，焙烧的升温速率为5
‑
8℃/min，焙烧温度为400
‑
600℃，焙烧时间为5
‑
8h。4.根据权利要求1所述的镍纳米团簇负载晶间中孔沸石催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤b包括以下过程：b1、将晶间中孔沸石
‑
沸石固体酸载体置于硝酸铵溶液中，控制离子交换温度为35
‑
45℃，搅拌，每次交换时间设置为1

【专利技术属性】
技术研发人员：亢玉红，陈涛，刘光辉，王爱民，李彦军，高勇，白锦军，范晓勇，马向荣，慕苗，
申请(专利权)人：榆林学院，
类型：发明
国别省市：