一种耐高温催化剂载体及其制备方法技术

技术编号:8381386 阅读:230 留言:0更新日期:2013-03-06 21:18
一种耐高温催化剂载体及其制备方法,属于耐高温催化剂载体材料及其制备技术领域。这种耐高温催化剂载体的材料选用Al2O3、ZrO2、TiO2、MgO或SiO2中的三种或三种以上,经稀土化合物改性制得,改性剂稀土元素为La、Ce、Nd、Sm等稀土氧化物,含量为3~20%。该载体材料在600℃以上和高水蒸气存在时,具有很高的表面积稳定性、良好的耐高温性和高比表面积,催化活性组分负载在这些载体上,在高温反应时,活性组分金属或金属氧化物颗粒不易烧结,性能稳定,催化剂具有较长的寿命。这种载体在高温反应催化剂的制备上,工艺简单,成本低兼,制备的高温载体的比表面积在40m2/g以上,孔容在0.2ml/g以上,具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及,属于耐高温催化剂载体材料及其制备

技术介绍
许多重要的工业催化方法在高温下进行,例如,甲烷蒸汽重整制合成气(一氧化碳和氢气的混合物),烃部分氧化制备合成气,煤层气等含氧有机物脱氧或有机物的催化燃烧,合成气甲烷化反应合成天然气等反应均需在高温下进行,在多数情况下,所用催化剂为固体催化剂,其中的活性催化组分负载在金属氧化物上。用通常的载体负载的催化剂,由于载体的耐高温性能不佳,在高温下,比表面积减小,孔容下降,活性组分的晶粒聚集和长大,催化剂的寿命不高。中国专利CN201010245734. 8制备了一种耐高温、耐硫的稀土改性的氧化锆铝和氧化钡铝催化剂载体,用于汽车尾气催化剂。但是载体在高温、高压和高水蒸气条件下,表面积损失的速率显著加快,其稳定性不能够满足工业高温、高水汽条件下反应的需要。中国专利CN93106324. 8制备了耐高温的镁基催化剂载体,可用于高温高水蒸气下反应,但该催化剂载体的比表面积不到10m2/g,不能够满足在载体上负载较大量的活性组分,用这种载体制备的催化剂的活性较低。中国专利CN96196015. 9 ;美国专利 UP2375402, UP4681867, UP4880764 ;欧洲专利EP0257983 ;日本专利JP57-18639等。采用了含铪氧化物作为催化剂的载体,制备耐高温的催化剂载体和耐高温的催化剂,但是由于铪化合物的价格昂贵,造成载体和催化剂的成本高昂,应用受到限制。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的问题,本专利技术提供,该载体应具有良好的耐高温性能,使用寿命长,制备成本低。本专利技术采用的技术方案是一种耐高温催化剂载体包含A1203、ZrO2, TiO2, MgO或SiO2中的三种或三种以上,经稀土氧化物改性制得;稀土元素改性剂为La、Ce、Nd、Sm的氧化物,其加入量的质量百分比为3 20%。所述的一种耐高温催化剂载体的制备方法包括下列步骤 (1)选用Al203、Zr02、Ti02、Mg0或SiO2的三种或三种以上对应的氢氧化物混合均匀、烘干、焙烧后,得到一级载体粉末,焙烧温度30(T5(KrC ; (2)所述一级载体粉末与一级载体粉末对应的盐溶液混合打浆,然后采用沉淀剂将盐溶液沉淀,过滤、洗涤、烘干、焙烧后,得到二级载体粉末,焙烧温度为50(T80(TC ; (3)所述二级载体粉末与La、Ce、Nd或Sm的盐溶液混合打浆,然后采用沉淀剂将La、Ce、Nd、Sm沉淀,过滤、洗涤、烘干、煅烧后,得到耐高温催化剂载体粉末,根据需要成型即得耐高温催化剂载体,煅烧时通入惰性气体N2或He,煅烧温度为90(Tl200°C。所述一级载体粉末对应的盐溶液选自硝酸盐、氯化物或硫酸盐的溶液,SiO2以硅溶胶形式加入。所述La、Ce、Nd、Sm的盐溶液选自硝酸盐或氯化物的溶液。所述沉淀剂选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠或氨水。本专利技术的有益效果是这种耐高温催化剂载体的材料选用A1203、ZrO2, TiO2, MgO或SiO2中的三种或三种以上,经稀土化合物改性制得,改性剂稀土元素为La、Ce、Nd、Sm等稀土氧化物,含量为3 20%。该载体材料在600°C以上和高水蒸气存在时,具有很高的表面 积稳定性、良好的耐高温性和高的比表面积,催化活性组分负载在这些载体上,在高温反应时,活性组分金属或金属氧化物颗粒不易烧结,性能稳定,催化剂具有较长的寿命。这种载体在高温反应催化剂的制备上,工艺简单,成本低兼,制备的高温载体的比表面积在40m2/g以上,孔容在0. 2ml/g以上,具有良好的应用前景。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细描述。实施例I 取153克Al (OH)3、129克Zr (OH)4、145克Ti (OH)4混合均匀,在120°C下烘干,然后在400°C焙烧5小时,得到一级载体粉末。取835克Al (NO3) 3、551克Zr (NO3)4>740克Ti (NO3) 4加入到5L水中,在搅拌状态下加入上述得到的一级载体粉末打浆,得到浆料A,用2mol/L的碳酸钠溶液滴定A至PH=8. 0,然后过滤洗涤、120°C下烘干,在600°C焙烧5小时,得到二级载体粉末; 取99. 7克La (NO3) 3、99. 4克Ce (NO3) 3溶于5L水中,在搅拌状态下加入上述得到的二级载体粉末打浆,得到浆料B,用2mol/L的碳酸钠溶液滴定B至PH=9. 0,然后过滤洗涤、120°C下烘干,在1000°C焙烧5小时得到耐高温催化剂载体粉末,根据需要成型制得耐高温催化剂载体,样品I。将样品在800°C,80%水汽条件下处理48小时,分别测定处理前后的BET比表面和孔容,测定结果见附表I。实施例2取 153 克 Al (OH) 3、129 克 Zr (OH) 4、145 克 Mg (OH)2UOO 克 Si02 混合均匀,在 120°C下烘干,然后在400°C焙烧5小时,得到一级载体粉末;取 417 克 Al (NO3) 3、275 克 Zr (NO3)4>555 克 Mg(NO3)2^P 250 克 40% 硅溶胶加入到 5L 水中,在搅拌状态下加入上述得到的一级载体粉末打浆,得到浆料A,用2mol/L的氢氧化钠溶液滴定A至PH=IO. 0,然后过滤洗涤、120°C下烘干,在600°C焙烧6小时,得到二级载体粉末; 取99. 7克La (NO3) 3、99. 4克Ce (NO3) 3和96. 5克Sm (NO3) 3溶于5L水中,在搅拌状态下加入上述得到的二级载体粉末打浆,得到浆料B,用2mol/L的氢氧化钠溶液滴定B至PH=9. 0,然后过滤洗涤、120°C下烘干,在110(TC焙烧5小时得到耐高温催化剂载体粉末,根据需要成型制得耐高温催化剂载体,样品2。将样品在800°C,80%水汽条件下处理48小时,分别测定处理前后的BET比表面和孔容,测定结果见附表I。实施例3 取290克Mg(0H)2、258克Zr(0H)4、290克Ti(OH)4-合均匀,在120°C下烘干,然后在450°C焙烧5小时,得到一级载体粉末; 取370克Mg (NO3)2>278克Zr (NO3)4>370克Ti (NO3)4加入到5L水中,在搅拌状态下加入上述得到的一级载体粉末打浆,得到浆料A,用2mol/L的碳酸钠溶液滴定A至PH=IO. 0,然后过滤洗涤、120°C下烘干,在700°C焙烧5小时,得到二级载体粉末;取取 40 克 La (NO3) 3、40 克 Ce (NO3)3 >38 克 Sm(NO3)3 和 78 克 Nd (NO3) 3 溶于 5L 水中,在搅拌状态下加入上述得到的二级载体粉末打浆,得到浆料B,用4mol/L的氨水溶液滴定B至PH=9. 0,然后过滤洗涤、120°C下烘干,在1200°C焙烧5小时得到耐高温催化剂载体粉末,根据需要成型制得耐高温催化剂载体,样品3。 将样品在800°C,80%水汽条件下处理48小时,分别测定处理前后的BET比表面和孔容,测定结果见附表I。权利要求1.一种耐高温催化剂载体,其特征是所述载体包含Al203、Zr02、Ti02、Mg0或SiO2中的三种或三种以上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温催化剂载体,其特征是:所述载体包含Al2O3、ZrO2、TiO2、MgO或SiO2中的三种或三种以上,经稀土氧化物改性制得;稀土元素改性剂为La、Ce、Nd、Sm的氧化物,其加入量的质量百分比为3~20%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:周焕文邓少亮乔川曲雪琴
申请(专利权)人:大连瑞克科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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