【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂，尤其涉及一种由合成气直接合成异丁醇催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、异丁醇是一种高附加值的化工原料，不仅可以合成精细化学品，例如橡胶、药物和香精等，还可以作为清洁汽油、柴油及航空燃油的添加剂。合成气催化转化制备异丁醇是实现煤炭、天然气、生物质等资源高效利用的重要途径。该路径的催化剂体系主要集中在改性的高温甲醇催化剂(zn-cr基催化剂)和改性的低温甲醇催化剂(cu基催化剂)。其中，zn-cr基催化剂具有良好的稳定性，且使用该催化剂合成的醇产物分布较窄(以甲醇和异丁醇为主)，可以简化后序的分离流程。zn-cr基催化剂通常采用共沉淀法制备，之后再经过等体积浸渍法引入适量的碱金属，再经过干燥、焙烧得到最终的催化剂。然而，这种方法制备周期长，且容易浸渍不均匀，导致催化剂制备不易重复。
2、此外，机械研磨法是低温合成催化剂的最重要的方法之一，该方法一方面可以使得成核过程更均匀，从而使得催化剂呈现出较大的比表面积和较小的颗粒粒径；另一方面，该方法可以有效控制制备条件，操作简单易重复。文献(j.science ofsintering,36，2004，189-196)探究了zncr2o4尖晶石的不同合成方法(喷雾热解法和机械活化法)对结构的影响，文献(materials science forumvols.2004，453-454)报道了将zno和cr2o3混合粉末在高能振动磨机中进行机械活化，再经过高温(900℃)烧结制备zncr2o4尖晶石相的方法。通过上述报道的文献可以得到，直接机械活化zno和c
3、因此，提供一种制备过程简单、异丁醇选择性高的、由合成气直接合成异丁醇催化剂具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种由合成气直接合成异丁醇催化剂及其制备方法和应用。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种由合成气直接合成异丁醇催化剂的制备方法，包含下列步骤：
4、(1)将金属盐溶液、沉淀剂溶液和水混合，顺次进行共沉淀反应和焙烧，得到中间产物；
5、(2)将中间产物、氧化锌和碳酸钾混合，得到所述的由合成气直接合成异丁醇催化剂。
6、作为优选，步骤(1)所述金属盐溶液中金属盐包含锌盐和铬盐，所述锌盐包含硝酸锌和/或乙酸锌，所述铬盐包含硝酸铬和/或乙酸铬；
7、所述锌盐和铬盐的摩尔比为1～3：1～3；
8、所述金属盐溶液的浓度为0.1～1mol/l。
9、作为优选，步骤(1)所述沉淀剂溶液中沉淀剂包含碳酸铵、尿素和四丙基氢氧化铵中的一种或几种；
10、所述沉淀剂溶液的浓度为0.2～2mol/l。
11、作为优选，步骤(1)所述金属盐溶液中金属盐与沉淀剂溶液中沉淀剂的摩尔比为1：1.5～3.5；
12、所述水与金属盐溶液中锌盐的摩尔比为500～1000：1。
13、作为优选，步骤(1)所述共沉淀反应的温度为70～90℃；
14、所述焙烧的温度为380～500℃，时间为280～400min。
15、作为优选，步骤(2)所述中间产物、氧化锌和碳酸钾的质量比为3.5～9：1：0.18～0.5；
16、所述混合的转速为100～400r/min，时间为15～120min。
17、本专利技术还提供了所述制备方法得到的由合成气直接合成异丁醇催化剂。
18、本专利技术还提供了所述由合成气直接合成异丁醇催化剂在合成气合成异丁醇中的应用。
19、本专利技术还提供了一种合成气合成异丁醇的方法，包含下列步骤：
20、将氢气、一氧化碳在所述催化剂的作用下进行合成反应，得到异丁醇。
21、作为优选，所述氢气和一氧化碳的摩尔比为1～3：1；所述反应的气体空速为1500～7000ml/(h·mlcat)，所述反应的温度为350～450℃，所述反应的压力为7～12mpa。
22、本专利技术的有益效果是：
23、本专利技术提供了一种由合成气直接合成异丁醇催化剂的制备方法，包含下列步骤：将金属盐溶液、沉淀剂溶液和水混合，顺次进行共沉淀反应和焙烧，得到中间产物；将中间产物、氧化锌和碳酸钾混合，得到由合成气直接合成异丁醇催化剂。本专利技术在制备中间产物(zncr2o4)的过程中不需要进行洗涤，避免了大量废水的产生，符合催化剂绿色合成的要求；此外，本专利技术通过精确控制混合工艺，可以有效提高zno和zncr2o4的接触程度和协同作用，进而改善催化剂的催化活性。本专利技术制备方法简单，原料成本低，制备得到的催化剂应用于合成异丁醇，反应具有优异的转化率和异丁醇选择性。
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1.一种由合成气直接合成异丁醇催化剂的制备方法，其特征在于，包含下列步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述金属盐溶液中金属盐包含锌盐和铬盐，所述锌盐包含硝酸锌和/或乙酸锌，所述铬盐包含硝酸铬和/或乙酸铬；
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述沉淀剂溶液中沉淀剂包含碳酸铵、尿素和四丙基氢氧化铵中的一种或几种；
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述金属盐溶液中金属盐与沉淀剂溶液中沉淀剂的摩尔比为1：1.5～3.5；
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述共沉淀反应的温度为70～90℃；
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述中间产物、氧化锌和碳酸钾的质量比为3.5～9：1：0.18～0.5；
7.权利要求1～6任意一项所述制备方法得到的由合成气直接合成异丁醇催化剂。
8.权利要求7所述由合成气直接合成异丁醇催化剂在合成气合成异丁醇中的应用。
9.一种合成气合成异丁醇的方法，其
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述氢气和一氧化碳的摩尔比为1～3：1；所述反应的气体空速为1500～7000mL/(h·mLcat)，所述反应的温度为350～450℃，所述反应的压力为7～12MPa。
...【技术特征摘要】
1.一种由合成气直接合成异丁醇催化剂的制备方法，其特征在于，包含下列步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述金属盐溶液中金属盐包含锌盐和铬盐，所述锌盐包含硝酸锌和/或乙酸锌，所述铬盐包含硝酸铬和/或乙酸铬；
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述沉淀剂溶液中沉淀剂包含碳酸铵、尿素和四丙基氢氧化铵中的一种或几种；
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述金属盐溶液中金属盐与沉淀剂溶液中沉淀剂的摩尔比为1：1.5～3.5；
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述共沉淀反应的温度为70～...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭猗生，张涛，张清德，武应全，解红娟，潘俊轩，王立言，
申请(专利权)人：中国科学院山西煤炭化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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