一种用于合成气一步法直接合成高碳烯烃产物的催化剂、制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供一种用于合成气一步法直接合成高碳烯烃产物的催化剂、制备方法及其应用，该催化剂为RuM1M2/S合金结构催化剂，提供Ru源、M1的化合物、M2的化合物，将其与溶剂混合，得到第一溶液，然后将第一溶液等体积浸渍于载体上，制备出该催化剂；或采用沉积沉淀法进行制备，将第一溶液和沉淀剂形成的第二溶液共沉淀于载体分散液中进行沉淀，制备出RuM1M2/S合金结构催化剂。本发明专利技术中的催化剂应用于合成气一步法直接合成高碳烯烃产物时，呈现出优异的催化性能，产物分布中高碳烯烃类的选择性较高，稳定性更强，产物分布方面更具经济型。产物分布方面更具经济型。

【技术实现步骤摘要】
一种用于合成气一步法直接合成高碳烯烃产物的催化剂、制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于催化剂
，特别是涉及一种用于合成气一步法直接合成高碳烯烃产物的催化剂、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]从合成气出发可制备一系列高附加值化学品，如醇、醛、酯、醚、汽油及烯烃等，其中，混合醇是一类重要的化工原料，其可广泛应用于汽油添加剂及液体燃料中。由于我国原料气来源丰富且能缓解石油供应压力，使得合成气参与转化制烯烃化学品的工艺具有重要的学术意义和工业应用价值。高碳烯烃是指分子含有5个以上碳原子和一个碳
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碳双键的脂肪族烃，高碳烯烃广泛应用于石油化工、轻工、纺织、冶金及医药、农药等方面，因此，高碳烯烃的应用前景十分可观，若能从合成气出发直接制备高碳烯烃是很有价值的。
[0003]目前高碳烯烃的制备主要是通过石油裂解及低碳烯烃聚合所得，无疑，采用费托工艺，由合成气直接制高碳烯烃具有流程短、能耗低等优点，且可避免对石油资源的依赖。但是，目前费托合成所得产物中高碳烯烃含量一般都较低，其主要原因在于缺乏合适的催化剂，因此，研发高效的合成气直接制高碳烯烃催化剂至关重要。
[0004]贵金属与非贵金属合金化是实现催化剂高催化活性和良好稳定性的一种有效策略。合金催化剂由于表面应变效应、几何效应和电子效应而具有特殊的物理化学性质，在纳米尺度精确调控双金属配位微环境，可以显著地提高贵金属催化剂的本征活性，从而促进催化反应的进行，因此，需要提供一种能够使合成气直接高效合成高碳烯烃产物的催化剂。/>
技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种用于合成气一步法直接合成高碳烯烃产物的催化剂、制备方法及其应用，用于解决现有技术中由于缺乏合适的催化剂使得费托合成所得产物中高碳烯烃含量较低的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种用于合成气一步法直接合成高碳烯烃产物的催化剂，所述催化剂为RuM1M2/S合金结构催化剂，包括Ru元素、非贵金属组分M1、电子助剂组分M2和载体S；
[0007]其中，所述非贵金属组分M1为Fe、Co、Sn、Ni、Cu元素中的一种或组合；所述电子助剂组分M2为Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Ba元素中的一种或组合；所述载体S为SiO2、TiO2、CeO2、ZnO、MgO、活性炭、碳纳米管、多孔碳、C3N4材料中的一种或组合。
[0008]优选地，所述Ru元素占所述RuM1M2/S合金结构催化剂的质量百分比为0.5～10％。
[0009]优选地，所述Ru元素与所述非贵金属组分M1的质量比为1:0.1～1:10。
[0010]优选地，所述Ru元素与所述电子助剂组分M2的质量比为1:0.025～1:1。
[0011]本专利技术提供一种用于合成气一步法直接合成高碳烯烃产物的催化剂的制备方法，所述催化剂的制备方法为采用浸渍法或沉积沉淀法进行制备；
[0012]其中，采用浸渍法制备催化剂的方法包括以下步骤：
[0013]S1、提供Ru源、M1的化合物、M2的化合物，将其与溶剂混合，得到第一溶液；
[0014]S2、提供载体S；
[0015]S3、将所述第一溶液等体积浸渍于所述载体S上，并进行干燥、焙烧，得到粉末；
[0016]S4、将所述粉末经高温还原或还原
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氧化
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还原处理，得到RuM1M2/S合金结构催化剂；
[0017]采用沉积沉淀法制备催化剂的方法包括以下步骤：
[0018]A1、提供Ru源、M1的化合物、M2的化合物，将其与溶剂混合，得到第一溶液；将沉淀剂与水混合，得到第二溶液；
[0019]A2、将载体S分散于去离子水中，得到载体分散液；
[0020]A3、将第一溶液、第二溶液共沉淀于所述载体分散液中，得到沉淀溶液，沉淀溶液进行沉积沉淀，沉淀结束后，进行晶化、分离、干燥和焙烧处理，得到粉末；
[0021]A4、将所述粉末经高温还原或还原
‑
氧化
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还原处理，得到RuM1M2/S合金结构催化剂。
[0022]优选地，步骤S1中所述Ru源为亚硝酰硝酸钌、氯化钌、乙酰丙酮钌中的一种或组合。
[0023]优选地，步骤S1中所述溶剂为水、乙醇、异丁醇、氨水、盐酸、丙酮中的一种或组合。
[0024]优选地，步骤S3中所述干燥的温度为80～200℃。
[0025]优选地，步骤S3中所述焙烧的温度为300～700℃。
[0026]优选地，步骤S4中所述高温还原的条件包括：还原气体为纯氢气、氢气与惰性气体的任意比例的混合气中的一种；还原温度为100～700℃，还原压力为0.1～10MPa，体积空速为500～20000h
‑1，还原时间为1～24h。
[0027]优选地，步骤S4中所述还原
‑
氧化
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还原处理中所述还原的条件包括：所述还原气体为纯氢气、氢气与惰性气体的任意比例的混合气中的一种，还原温度为100～700℃，还原压力为0.1～10MPa，体积空速为500～20000h
‑1，还原时间为1～24h；所述氧化的条件包括：氧化温度为20～700℃，氧化压力为0.1～10MPa，体积空速为500～20000h
‑1，氧化时间为1～10h。
[0028]优选地，步骤A1中所述Ru源为亚硝酰硝酸钌、氯化钌、乙酰丙酮钌中的一种或组合。
[0029]优选地，步骤A1中所述溶剂为水、乙醇、异丁醇、丙酮中的一种或组合。
[0030]优选地，步骤A1中所述沉淀剂为碱、碱性盐中的一种或组合。
[0031]优选地，步骤A2中所述载体S与去离子水的体积比为1:5～1：100。
[0032]优选地，步骤A3中所述沉淀溶液的pH值为6～8。
[0033]优选地，步骤A3中所述沉淀溶液进行沉积沉淀的温度为20～100℃。
[0034]优选地，步骤A3中所述晶化温度为60～100℃，所述晶化时间为1～5h。
[0035]优选地，步骤A3中所述干燥温度为80～200℃。
[0036]优选地，步骤A3中所述焙烧温度为300～700℃。
[0037]优选地，步骤A4中所述高温还原的条件包括：还原气体为纯氢气、氢气与惰性气体的任意比例的混合气中的一种；还原温度为100～700℃，还原压力为0.1～10MPa，体积空速
为500～20000h
‑1，还原时间为1～24h。
[0038]优选地，步骤A4中所述还原
‑
氧化
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还原处理中所述还原的条件包括：所述还原气体为纯氢气、氢气与惰性气体的任意比例的混合气中的一种，还原温度为100～700℃，还原压力为0.1～10MPa，体积空速为500～20000h
‑1，还原时间为1～24h；所述氧化的条件包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于合成气一步法直接合成高碳烯烃产物的催化剂，其特征在于，所述催化剂为RuM1M2/S合金结构催化剂，包括Ru元素、非贵金属组分M1、电子助剂组分M2和载体S；其中，所述非贵金属组分M1为Fe、Co、Sn、Ni、Cu元素中的一种或组合；所述电子助剂组分M2为Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Ba元素中的一种或组合；所述载体S为SiO2、TiO2、CeO2、ZnO、MgO、活性炭、碳纳米管、多孔碳、C3N4材料中的一种或组合。2.根据权利要求1中所述用于合成气一步法直接合成高碳烯烃产物的催化剂，其特征在于，包括以下任一条件中的一项或组合：所述Ru元素占所述RuM1M2/S合金结构催化剂的质量百分比为0.5～10％；所述Ru元素与所述非贵金属组分M1的质量比为1:0.1～1:10；所述Ru元素与所述电子助剂组分M2的质量比为1:0.025～1:1。3.一种如权利要求1或2中所述用于合成气一步法直接合成高碳烯烃产物的催化剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂的制备方法为采用浸渍法或沉积沉淀法进行制备；其中，采用浸渍法制备催化剂的方法包括以下步骤：S1、提供Ru源、M1的化合物、M2的化合物，将其与溶剂混合，得到第一溶液；S2、提供载体S；S3、将所述第一溶液等体积浸渍于所述载体S上，并进行干燥、焙烧，得到粉末；S4、将所述粉末经高温还原或还原
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氧化
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还原处理，得到RuM1M2/S合金结构催化剂；采用沉积沉淀法制备催化剂的方法包括以下步骤：A1、提供Ru源、M1的化合物、M2的化合物，将其与溶剂混合，得到第一溶液；将沉淀剂与水混合，得到第二溶液；A2、将载体S分散于去离子水中，得到载体分散液；A3、将第一溶液、第二溶液共沉淀于所述载体分散液中，得到沉淀溶液，沉淀溶液进行沉积沉淀，沉淀结束后，进行晶化、分离、干燥和焙烧处理，得到粉末；A4、将所述粉末经高温还原或还原
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氧化
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还原处理，得到RuM1M2/S合金结构催化剂。4.根据权利要求3所述的用于合成气一步法直接合成高碳烯烃产物的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤S1中包括以下条件中的一项或组合：所述Ru源为亚硝酰硝酸钌、氯化钌、乙酰丙酮钌中的一种或组合；所述溶剂为水、乙醇、异丁醇、氨水、盐酸、丙酮中的一种或组合。5.根据权利要求3所述的用于合成气一步法直接合成高碳烯烃产物的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤S3中包括以下条件中的一项或组合：所述干燥的温度为80～200℃；所述焙烧的温度为300～700℃。6.根据权利要求3所述的用于合成气一步法直接合成高碳烯烃产物的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤S4中包括以下条件中的一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟良枢，安芸蕾，林铁军，于海玲，尧泰真，孙予罕，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：