一种氧化镁修饰的氧化铝负载双金属镍-钴催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于催化剂合成技术领域，具体公开了一种氧化镁修饰的氧化铝负载双金属镍

【技术实现步骤摘要】
一种氧化镁修饰的氧化铝负载双金属镍
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钴催化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于催化剂合成
，特别涉及一种氧化镁修饰的氧化铝负载双金属镍
‑
钴催化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]当今社会，化石能源的过度开采和利用导致了能源危机、环境污染以及温室效应等一系列问题，因此亟需寻找一种能够替代化石能源的清洁可再生能源。木质素是自然界中储量最为丰富的天然芳香族聚合物，通过解聚的方式可以将木质素转化为主要成分是芳香族单体化合物的生物油，其在制备生物燃料和平台化合物方面具有巨大的潜力。然而木质素解聚所得到的生物油存在着含氧量高、粘度大、热值低、不稳定等一系列问题，因此需要对其进行进一步的提质改性以获取高附加值化学品或燃料。常用的提质改性方法有加氢脱氧、催化裂解、乳化、酯化、蒸汽重整等，其中加氢脱氧已被认为是最有前途的生物油改质方法之一。
[0003]目前，大多数研究集中在将木质素生物油加氢脱氧转化制备环烷烃类燃料。然而，通过构建新的催化剂，将木质素生物油选择性加氢脱氧可以制备环己醇及其衍生物。环己醇及其衍生物既是一类典型的含氧燃料，也可用作高值的燃料添加剂；此外，环己醇还可以用于制备医药中间体以及尼龙66等聚合物的合成原料。因此，开发出一种高活性、高选择性、低成本的催化剂对于促进木质素生物油的高值转化具有重要意义。
[0004]常用的加氢脱氧催化剂主要包括贵金属(Ru、Pd、Pt等)催化剂以及过渡金属(Ni、Co、Fe、Cu等)催化剂。一般来说，贵金属催化剂在加氢脱氧反应过程中有着极高的活性，可以在相对较低的温度下催化加氢脱氧反应的进行，避免了高温引起催化剂上出现积碳和结焦以及催化剂的失活。但贵金属催化剂价格昂贵且易中毒，因此，开发高催化活性、低成本的过渡金属催化剂，是催化剂的发展趋势。Wang等(Energy Environ.Sci.,2012,5,8244
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8260)以Raney Ni为催化剂，异丙醇作溶剂，对松木裂解油加氢脱氧生成环醇类化合物行了研究。尽管Raney Ni展现出了对环醇类化合物较高的选择性，但生物油中酚类化合物经加氢脱氧后生成的甲醇以及生物油中的羧酸类物质均会抑制Raney Ni的催化活性。Galebach等(Green Chem.,2020,22,8462
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8477)将枫木溶解于超临界甲醇中，使用CuMgAlOx催化剂在300℃、20MPa压力下将木质纤维素转化为了C2
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C10的醇类化合物，碳收率达到70％
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80％。在CuMgAlOx催化剂存在下的半连续流动反应器中，枫木转化产生的C6
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C10环醇类化合物的平均选择性为31％。虽然CuMgAlOx催化剂展现出了对木质纤维素较好的加氢脱氧活性，但是在苛刻反应条件下产生的不溶性热解产物降低了环醇类化合物的选择性。Song等(Green Chem.,2020,22,1662
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1670)制备了一种层状Nb2O5材料负载的Ni基催化剂，在水相中展现出了对木质素生物油较好的加氢脱氧活性，且产物中环己醇及其衍生物的选择性较高。尽管该催化剂能够保持对环己醇类化合物较高的选择性，但是其催化剂用量为木质素生物油的10倍，且反应时间较长，长达10h，因而反应的经济效益较低，仍然存在着进一步的
提升空间。
[0005]综上所述，目前木质素生物油加氢脱氧制备环已醇类化合物的催化剂仍然存在有以下问题。首先，催化剂的活性易受苛刻反应条件以及某些生物油中的成分或加氢脱氧反应产物的抑制，从而导致催化活性降低；此外，催化加氢脱氧反应的条件以及催化剂用量也是需要考虑的重要因素。尽管部分催化剂能够保持对生物油加氢脱氧后生成的醇类化合物较高的选择性，但却需要使用过量的催化剂或者反应的时间较长，催化加氢脱氧反应的经济效益较低，不利于大规模的工业生产与应用。因此，需要开发出一种高活性、高选择性、低成本且制备方法简便的加氢脱氧催化剂。

技术实现思路

[0006]为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于开发一种氧化镁修饰的氧化铝负载镍
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钴双金属催化剂的制备方法。
[0007]本专利技术再一目的在于提供上述氧化镁修饰的氧化铝负载双金属镍
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钴催化剂在木质素生物油加氢脱氧中的应用。
[0008]本专利技术的目的通过下述方案实现：
[0009]一种氧化镁修饰的氧化铝负载双金属镍
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钴催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)将镁盐、氧化铝与水混合，搅拌后蒸干，然后置于空气中煅烧，得到氧化镁修饰的氧化铝白色粉末；
[0011](2)将可溶性镍盐与钴盐配制成混合溶液，将步骤(1)所得氧化镁修饰的氧化铝白色粉末加入到混合溶液中，充分搅拌后蒸干，然后置于空气中煅烧，再置于氢氩混合气中煅烧，即可得到氧化镁修饰的氧化铝负载双金属镍
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钴催化剂。
[0012]步骤(1)所述镁盐为氯化镁、硝酸镁和硫酸镁中的至少一种，优选为六水合硝酸镁；所述氧化铝为α
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Al2O3、β
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Al2O3和γ
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Al2O3中的至少一种，优选为γ
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Al2O3。
[0013]步骤(1)所述镁盐和氧化铝的质量比为(0.10～1.50)：(0.20～2.00)，优选地，所述镁盐与氧化铝的质量比为0.51:1.00；所述镁盐与水的质量体积比为(0.20～0.70)g：5～60ml，优选为(0.30～0.60)g：30ml。
[0014]步骤(1)所述搅拌时间为0.5～12h，优选2h；所述蒸干温度为40～150℃，优选为80℃；所述在空气中煅烧的温度为300～600℃，时间为1～6h，优选地，所述煅烧温度为450℃，时间为4h。
[0015]步骤(2)所述可溶性镍盐和钴盐在混合溶液中的浓度分别为(0.001～0.350)g/ml和(0.001～0.350)g/ml，优选为0.015g/ml和0.015g/ml；所述氧化镁修饰的氧化铝与可溶性镍盐的质量比为(0.10～2.00)：(0.10～0.60)；优选为(0.50～1.20)：(0.20～0.60)，更优选为0.90：(0.30～0.60)。
[0016]步骤(2)所述搅拌时间为6～48h，优选为24h；所述蒸干温度为40～150℃，优选为80℃；所述空气中煅烧温度为200～800℃，时间为1～8h，优选地，所述煅烧温度为400℃，时间为4h；所述氢氩混合气中煅烧温度为300～800℃，时间为2h～8h，优选地，所述氢氩混合气中煅烧温度为550℃，时间为4h。更优选地，所述氢氩混合气中煅烧的升温程序是5℃/min的升温速率升温到300～800℃。
[0017]步骤(2)所述在氢氩混合气中煅烧时氢氩混合气的流速为40～100mL/min，优选为
80mL/mi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化镁修饰的氧化铝负载双金属镍
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钴催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：一种氧化镁修饰的氧化铝负载双金属镍
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钴催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将镁盐、氧化铝与水混合，搅拌后蒸干，然后置于空气中煅烧，得到氧化镁修饰的氧化铝白色粉末；(2)将可溶性镍盐与钴盐配制成混合溶液，将步骤(1)所得氧化镁修饰的氧化铝白色粉末加入到混合溶液中，充分搅拌后蒸干，然后置于空气中煅烧，再置于氢氩混合气中煅烧，即可得到氧化镁修饰的氧化铝负载双金属镍
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钴催化剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)所述可溶性镁盐为氯化镁、硝酸镁和硫酸镁中的至少一种；氧化铝为α
‑
Al2O3、β
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Al2O3和γ
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Al2O3中的至少一种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)所述镁盐和氧化铝的质量比为(0.10～1.50)：(0.20～2.00)；所述镁盐与水的质量体积比为0.20～0.70g：5～60ml。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)所述搅拌时间为0.5～12h，所述蒸干温度为40～150℃；所述在空气中煅烧的温度为300～600℃，时间为1～6h。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳新平，贺承志，刘苗，曹美芳，阮涛，邱学青，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：