乙醇合成催化剂及乙醇的制备方法技术

本发明专利技术提供一种乙醇合成催化剂，其用于由二氧化碳合成乙醇，其含有选自由

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】乙醇合成催化剂及乙醇的制备方法


[0001]本专利技术的实施方案涉及一种用于由二氧化碳合成乙醇的催化剂及使用了该催化剂的乙醇的制备方法
。

技术介绍

[0002]乙醇作为化学品相关
(
化学溶剂等
)、
生活用品相关
(
药物
、
化妆品
、
洗剂等
)、
饮食产品相关
(
味噌
、
酱油
、
加工食品
、
食品防腐剂等
)
及燃料而被广泛使用，在国民生活及产业活动中是不可或缺的
。
现阶段，乙醇通过乙烯直接水合法或以生物质作为原料的发酵法而制备
。
然而，由于温室效应
、
生物质的资源用途与粮食用途之间的竞争，谋求一种新的合成路径
。
对此，将作为导致温室效应的物质的
、
每年被大量排放至大气中的二氧化碳
(CO2)
制成乙醇进行资源再利用的合成法受到瞩目
。
[0003]例如，非专利文献1中公开了使用通过浸渍法使
Rh、Fe
及
Li
担载在
TiO2纳米颗粒
(TiO2NPs)
上而成的催化剂，由
CO2合成乙醇
。
详细而言，通过
2.5
质量％的
RhFeLi/TiO2NPs(Rh:Fe:Li(
摩尔比r/>)
＝
1:1:1)
，以
250℃、3.0MPa
的反应条件，实现了
15
％的
CO2转化率
、32
％的乙醇选择性
。
[0004]非专利文献2中公开了使用通过共沉淀法制备的使
Cs
担载在
CuFeZn
上而成的催化剂，由
CO2合成碳原子数为2以上的醇
。
详细而言，通过3质量％的
Cs/Cu
0.8
Fe1Zn1(Cu:Fe:Zn(
摩尔比
)
＝
0.8:1:1)
，以
330℃、5.0MPa
的反应条件，实现了
36.6
％的
CO2转化率
、19.8
％的碳原子数为2以上的醇选择性
。
现有技术文献
[0005]非专利文献非专利文献1：
ChengshengYang,RentaoMu,GuishuoWang,JiminSong,HaoTian,Zhi
‑
JianZhao,JinlongGong,ChemicalScience,10,3161
‑
3167(2019)
非专利文献2：
DiXu,MingyueDing,XinlinHong,GuoliangLiu,ShikChiEdmanTsang,ACSCatalysis,10,5250
‑
5260(2020)

技术实现思路

本专利技术要解决的技术问题
[0006]由
CO2直接合成乙醇虽然为一种有希望的路径，但难以同时实现高
CO2转化率与高乙醇选择性
。
因此认为，在由
CO2直接合成的方法中，开发
CO2转化率高且以高选择性合成乙醇的催化剂，对于许多化学产品
、
生活产品
、
饮料产品及燃料的供给而言是重要的需求
。
[0007]本专利技术的实施方案的目的在于提供一种能够由
CO2高效地合成乙醇的乙醇合成催化剂
、
及使用了该乙醇合成催化剂的乙醇的制备方法
。
解决技术问题的技术手段
[0008]本专利技术的实施方案的乙醇合成催化剂为用于由二氧化碳合成乙醇的催化剂，其含有选自由
ZrO2、Al2O3及
TiO2组成的组中的至少一种载体
、
担载在所述载体上的
Fe
和
Cu、
及担
载在所述载体上的
Na
和
/
或
K。
[0009]一个实施方案的乙醇合成催化剂可以含有氧化铁和氧化铜作为担载在所述载体上的
Fe
和
Cu。
[0010]一个实施方案的乙醇合成催化剂可含有选自由
Fe0和
Fe3O4组成的组中的至少一种作为担载在所述载体上的
Fe
，并含有
Cu0作为担载在所述载体上的
Cu。
[0011]本专利技术的实施方案的乙醇的制备方法包括：在含有选自由
ZrO2、Al2O3及
TiO2组成的组中的至少一种载体
、
担载在所述载体上的
Fe
和
Cu、
及担载在所述载体上的
Na
和
/
或
K
的催化剂的存在下，由二氧化碳得到乙醇
。
[0012]一个实施方案的乙醇的制备方法可使用含有氧化铁和氧化铜作为担载在所述载体上的
Fe
和
Cu
的所述催化剂，向所述催化剂供给氢气，将氧化铁和氧化铜还原，并向还原后的所述催化剂供给含有二氧化碳的反应用气体，由二氧化碳得到乙醇
。
此时，所述催化剂可以在还原前的状态下含有
Fe2O3作为担载在所述载体上的
Fe
，在已还原的状态下含有选自由
Fe0和
Fe3O4组成的组中的至少一种作为担载在所述载体上的
Fe
，并且在还原前的状态下含有
CuO
作为担载在所述载体上的
Cu
，在已还原的状态下含有
Cu0作为担载在所述载体上的
Cu。
[0013]在上述实施方案的乙醇合成催化剂和乙醇的制备方法中，所述催化剂可以含有选自由
Na2CO3、K2CO3、NaCl、KCl、NaOH、KOH、NaNO3、KNO3、Na2SO4及
K2SO4组成的组中的至少一种作为担载在所述载体上的
Na
和
/
或
K。
[0014]在上述实施方案的乙醇合成催化剂和乙醇的制备方法中，相对于所述催化剂整体，
Fe
和
Cu
的含量可以为5～
35
质量％
。Fe
与
Cu
的摩尔比
Fe/Cu
可以为
0.1
～
2.5。
相对于所述催化剂整体，
Na
和
/
或
K
的含量可以为
0.1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种乙醇合成催化剂，其用于由二氧化碳合成乙醇，其中，所述乙醇合成催化剂含有选自由
ZrO2、Al2O3及
TiO2组成的组中的至少一种载体
、
担载在所述载体上的
Fe
和
Cu、
及担载在所述载体上的
Na
和
/
或
K。2.
根据权利要求1所述的乙醇合成催化剂，其中，所述乙醇合成催化剂含有氧化铁和氧化铜作为担载在所述载体上的
Fe
和
Cu。3.
根据权利要求1所述的乙醇合成催化剂，其中，所述乙醇合成催化剂含有选自由
Fe0和
Fe3O4组成的组中的至少一种作为担载在所述载体上的
Fe
，并含有
Cu0作为担载在所述载体上的
Cu。4.
根据权利要求1～3中任一项所述的乙醇合成催化剂，其中，所述乙醇合成催化剂含有选自由
Na2CO3、K2CO3、NaCl、KCl、NaOH、KOH、NaNO3、KNO3、Na2SO4及
K2SO4组成的组中的至少一种作为担载在所述载体上的
Na
和
/
或
K。5.
根据权利要求1～4中任一项所述的乙醇合成催化剂，其中，
Fe
和
Cu
的含量为5～
35
质量％
。6.
根据权利要求1～5中任一项所述的乙醇合成催化剂，其中，
Fe
与
Cu
的摩尔比
Fe/Cu
为
0.1
～
2.5。7.
根据权利要求1～6中任一项所述的乙醇合成催化剂，其中，
Na
和
/

【专利技术属性】
技术研发人员：中村典彦，椿范立，杨国辉，
申请(专利权)人：通伊欧轮胎株式会社，
类型：发明
国别省市：