一种负载过渡金属的磷酸锆油脂加氢脱氧催化剂制造技术

本发明专利技术公开了一种负载过渡金属的磷酸锆油脂加氢脱氧催化剂及其制备方法和应用，属于生物油加氢脱氧催化剂技术领域。以磷酸锆和过渡金属盐为原料，经初湿浸渍得过渡金属负载的磷酸锆催化剂。本发明专利技术所得负载过渡金属的磷酸锆油脂加氢脱氧催化剂的生物油脂转化率超过95%，烃类选择性90%以上，实现了在温和条件下对棕榈油、废弃油脂等生物油脂的加氢脱氧过程，且该催化剂的活性组分具有较好的分散度与重复循环性能，应用前景广阔。应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种负载过渡金属的磷酸锆油脂加氢脱氧催化剂


[0001]本专利技术属于生物油加氢脱氧催化剂
，具体涉及一种负载过渡金属的磷酸锆油脂加氢脱氧催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着经济的飞速发展，全球对能源的消耗与需求与日俱增。当前，世界最主要的能源资源仍然为煤炭、天然气和石油等化石资源。而化石资源的形成周期极为漫长、形成条件极为苛刻，被视为不可再生资源。同时，化石资源过度消耗造成的能源短缺问题及其燃烧排放的温室气体所带来的环境问题，严重影响着人类社会的发展。为了解决当前的能源危机问题，世界主要大国加大了对核能、太阳能、风能、潮汐能、地热能等可再生能源的探索。
[0003]生物质作为一种可再生的有机碳源，其中，生物油脂由于具有与石化柴油相似的碳链结构，且油脂具有成本低，可再生性好，以及不含氮/硫而具有良好的环保性，受到了广泛关注。然而，油脂中含有大量的酯基、羧基和不饱和键，直接用作燃油存在热值低、粘度高、稳定性差、流动性差和能量密度低等问题，故需要对其升级以提高其品质。其中，利用生物油脂为原料通过加氢脱氧技术生产的第二代生物柴油，具有热值高、流动性好，可与石化柴油任意比例混合，是一种理想的液体燃料。第二代生物柴油的核心是高效加氢脱氧催化剂的开发与研制。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是在于提供一种生物油脂加氢脱氧催化剂，以解决目前生物油脂加氢脱氧催化剂活性低、稳定性差以及贵金属催化剂成本较高的问题。本专利技术以磷酸锆为载体负载过渡金属合成油脂加氢脱氧催化剂，生物油脂的转化率超过95%，烃类选择性高达90%以上。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种负载过渡金属的磷酸锆油脂加氢脱氧催化剂，其是以磷酸锆、过渡金属盐为原料，经初湿浸渍法制得。
[0006]所述磷酸锆的锆磷比为0.25~2.00。
[0007]所述过渡金属盐为Fe、Co、Ni、Cu等醋酸盐中的一种。
[0008]所述的负载过渡金属的磷酸锆油脂加氢脱氧催化剂的制备方法包括以下步骤：1）将锆盐和铵盐分别溶解于去离子水中，定容后，于烧杯中混合反应，得到固体酸悬浮液；2）将上述悬浮液过滤后，滤渣放入烘箱烘干，得白色固体；3）将所得固体进行研磨、过筛；4）将过筛后的固体放于马弗炉中焙烧；5）将上述焙烧后固体与过渡金属盐于去离子水中搅拌；6）所得混合液经旋蒸去除溶剂后，干燥，并得到固体。
[0009]7）所得固体放于马弗炉内焙烧。
[0010]8）所得固体放于管室炉内进行还原及钝化。钝化后所得固体即为过渡金属负载的磷酸锆油脂加氢脱氧催化剂。
[0011]其中，所用过渡金属的负载量为5~20%。
[0012]所述的负载过渡金属的磷酸锆油脂加氢脱氧催化剂在生物油脂的加氢脱氧反应中的应用：所用负载过渡金属的磷酸锆油脂加氢脱氧催化剂的量为所处理生物质油重量的1~10%，进行加氢脱氧的反应温度为280~400 ℃，氢压为2~6 MPa，反应时间为2
‑
10 h。
[0013]本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术所制备的负载过渡金属的磷酸锆油脂加氢脱氧催化剂酸强度易于调控，即通过调控Zr/P比，可避免因酸性过强加剧酯裂解反应为小分子副产物。
[0014]（2）本专利技术所制备的磷酸锆固体酸是由Zr中心原子和P配位原子通过氧原子桥接形成的多金属氧化物，其具有酸性和氧化还原性。利用负载过渡金属作为加氢活性组分，而磷酸锆的酸性主要用于提高催化剂的脱氧性能。
[0015]（3）本专利技术制备方法简单，不涉及贵金属，成本相对较低，且在生物油脂加氢脱氧中展现出较高的活性以及烷烃选择性，其中，十五烷/十六烷的总选择性高达90%。
附图说明
[0016]图1为实施例1~3所得负载过渡金属的磷酸锆油脂加氢脱氧催化剂的XRD谱图。
具体实施方式
[0017]为了使本专利技术所述的内容更加便于理解，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术所述的技术方案做进一步的清楚、完整地描述，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。
[0018]实施例1一种负载过渡金属的磷酸锆油脂加氢脱氧催化剂的制备方法，包括以下步骤：（1）称取1 mol NH4H2PO4于烧杯中，用去离子水定容至4 mol/L，记为溶液A；称取1 mol ZrOCl2·
8H2O于烧杯中，用去离子水定容至4 mol/L，记为溶液B。
[0019]（2）将步骤（1）的溶液A和B等体积加至烧杯中，室温搅拌1 h，80 ℃搅拌3 h。
[0020]（3）将步骤（2）中的悬浮液过滤洗涤。
[0021]（4）将步骤（3）过滤后的固体置于100 ℃烘箱中干燥12 h。将烘干后的固体进行研磨、过筛。
[0022]（5）将步骤（4）过完筛的固体置于马弗炉中，以5 ℃/min升至550 ℃，焙烧12 h，所得固体记为ZrPO
x
(1)。
[0023]（6）将步骤（5）焙烧得到的固体（1.90 g）与0.43 g四水合醋酸镍置于烧瓶中搅拌12 h。
[0024]（7）将步骤（6）得到的混合液放置在80 ℃旋转蒸发仪中，除去溶剂；（8）将步骤（7）所得的固体放于马弗炉中，以5 ℃/min升至450 ℃焙烧3 h。
[0025]（9）将步骤（8）所得样品放于管式炉中，在10 vol% H2/Ar气氛中，以5 ℃/min升至于550 ℃还原3 h，并在2 vol% O2/He常温钝化12 h。得到负载镍的磷酸锆催化剂，记为
5Ni/ZrPO
x
(1)。
[0026]实施例2一种负载过渡金属的磷酸锆油脂加氢脱氧催化剂的制备方法，包括以下步骤：（1）称取1 mol NH4H2PO4于烧杯中，用去离子水定容至4 mol/L，记为溶液A；称取1 mol ZrOCl2·
8H2O于烧杯中，用去离子水定容至4 mol/L，记为溶液B。
[0027]（2）将步骤（1）的溶液A和B等体积加至烧杯中，室温搅拌1 h，80 ℃搅拌3 h。
[0028]（3）将步骤（2）中的悬浮液过滤洗涤。
[0029]（4）将步骤（3）过滤后的固体置于100 ℃烘箱中干燥12 h。将烘干后的固体进行研磨、过筛。
[0030]（5）将步骤（4）过完筛的固体置于马弗炉中，以5 ℃/min升至550 ℃，焙烧12 h，所得固体记为ZrPO
x
(1)。
[0031]（6）将步骤（5）焙烧得到的固体（1.80 g）与0.86 g四水合醋酸镍置于烧瓶中搅拌12 h。
[0032]（7）将步骤（6）得到的混合液放置在80 ℃旋转蒸发仪中，除去溶剂；（8）将步骤（7）所得的固体放于马弗炉中，以5 ℃/min升至450 ℃焙烧3 h。
[0033]（9）将步骤（8）所得样品放于管式炉中，在10 vol% H2/Ar气氛中，以5 ℃/min升至于550 ℃还原3 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载过渡金属的磷酸锆油脂加氢脱氧催化剂，其特征在于：以磷酸锆、过渡金属盐为原料，采用初湿浸渍法制得负载过渡金属的磷酸锆油脂加氢脱氧催化剂。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述的磷酸锆的锆磷比为0.25~2.00。3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：催化剂中过渡金属的负载量为5~20%。4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述的过渡金属盐为Fe、Co、Ni、Cu的醋酸盐中的一种。5.一种制备如权利要求1~4任一项所述的负载过渡金属的磷酸锆油脂加氢脱氧催化剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：1）将锆盐和铵盐分别溶解于去离子水中，搅拌混合，得到固...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹彦宁，张岩杰，蔡镇平，马永德，黄宽，江莉龙，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：