一种稀土氧化物改性的Cr2O3-ZrO2催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于化工催化剂技术领域，具体为一种稀土氧化物改性的Cr2O3-ZrO2催化剂及其制备方法与在丙烷二氧化碳脱氢制丙烯中的应用。本发明专利技术的催化剂是稀土氧化物改性的Cr2O3-ZrO2，采用水热法制备获得。该类催化剂可用于丙烷二氧化碳脱氢制丙烯反应，取得了较好的活性和稳定性，在550℃反应6h后的丙烷转化率达到32.8%，催化活性明显高于传统的用非水热法制备的催化剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工催化剂
，具体涉及一种稀土氧化物改性的Cr2O3-ZrO2催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
丙烯是一种重要的工业原料，可用于合成聚丙烯、丙烯醛、丙烯酸和环氧丙烷等材料，还可以生产一系列衍生物，如:塑料、丙纶、有机玻璃和环氧树脂等。全球对丙烯的需求量非常大，依靠目前依赖石油的蒸汽裂化和催化剂裂化技术已经远远无法满足迅速增长的丙烯需求。石油资源日趋紧张，价格不断攀升，通过丰富且廉价的丙烷脱氢制丙烯引起了人们的广泛关注。丙烷脱氢制丙烯虽然已经实现了工业化，但是仍然存在反应温度高，能耗大，以及受平衡转化率的限制等缺点，而且催化剂失活很快，再生频繁，耗费大量能源，与目前倡导的节能理念格格不入。二氧化碳加入到反应气中，与纯脱氢及氧化脱氢制丙烯相比优势在于:(I)提高平衡转化率；(2)使反应温度降低，降低能耗；(3)作为温和氧化剂防止深度氧化，保证产物丙烯的选择性；(4)去除积碳，提高催化剂的稳定性；(5)二氧化碳作为温室气体被消耗，符合当今的环保理念。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种稀土氧化物改性的Cr2O3-ZrO2催化剂及其制备方法与应用。本专利技术提出的稀土氧化物改性的Cr2O3-ZrO2催化剂，采用水热法制备获得，以重量百分比计，催化剂组分含量如下: (a)Cr含量为2 20% ； (b)Zr含量为3.5 35% ； (c)稀土含量为I 10%。本专利技术中，稀土可为Ce、La或Y。本专利技术中，以重量百分比计，Cr的优选范围为l(Tl5%，Zr的优选范围为17.5 26%，Ce的优选范围为5 7%，La的优选范围为Γ3%，Y的优选范围为3 5%。本专利技术中，所述稀土氧化物改性的Cr2O3-ZrO2催化剂的制备方法，具体步骤如下: (1)首先在恒定PH=扩11和搅拌条件下，用Γ8 mol/L氨水水解Cr盐、Zr盐和稀土盐的混合盐溶液，得到混合氢氧化物悬浮液，将悬浮液转移至有Teflon内衬的高压釜中进行水热处理，水热处理温度为11(T210°C，时间为20-28 h ； (2)对上述混合氢氧化物悬浮液进行过滤，洗涤，8(Tl2(TC干燥1(T36h，于空气气氛中55(T650°C焙烧3 5 h，即得所需的催化剂。本专利技术催化剂中使用的原料如下:Zr盐的原料选自ZrO(NO3)2.7Η20或Zr0Cl2*8H20, Cr 盐的原料选自 Cr (NO3) 3.9Η20 ;稀土盐中，Ce 盐的原料选自 Ce (NO3) 3.6Η20，La盐的原料选自La (NO3) 3.6Η20，Y盐的原料选自Y (NO3) 3.6Η20。本专利技术的催化剂由于采用了水热法制备，催化活性位多，反应活性高。催化剂由于用稀土改性，反应中积碳较少，稳定性较好。本专利技术所得催化剂可用于丙烷二氧化碳脱氢制丙烯中。本专利技术所得催化剂的评价条件为:反应前催化剂先在550°C氮气活化I h，反应温度为550°C，催化剂用量为0.2 g，反应气总流量为20 mL/min，其中丙烷流量为0.5 mL/min,二氧化碳流量为I mL/min,其余为氮气。具体实施例方式下面通过实施例进一步描述本专利技术，但不局限于下述实施例。 实施例1 在恒定pH = 10和搅拌条件下，用6 mo I/L氨水水解Cr (NO3) 3.9Η20、ZrO(NO3)2WH2O和La(NO3)3^H2O的混合盐溶液，得到混合氢氧化物悬浮液，将悬浮液转移至有Teflon内衬的高压釜中于180°C水热处理24 h。对上述混合氢氧化物悬浮液进行过滤，洗涤，100°C干燥24 h，于空气气氛中600°C焙烧4 h得到所需的催化剂。催化剂中Cr含量为10%，Zr含量为17.5%, La含量为3%ο实施例2 7 按实施例1的各个步骤和条件制备催化剂，改变的条件包括稀土种类、稀土含量、水热处理温度，见表I。表I稀土氧化物改性的Cr2O3-ZrO2催化剂的制备.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土氧化物改性的Cr2O3?ZrO2催化剂，其特征在于所述催化剂采用水热法制备获得，以重量百分比计，催化剂组分含量如下：（a）Cr含量为2~20%；（b）Zr含量为3.5~35%；（c）稀土含量为1~10%。

【技术特征摘要】
1.一种稀土氧化物改性的Cr2O3-ZrO2催化剂，其特征在于所述催化剂采用水热法制备获得，以重量百分比计，催化剂组分含量如下: (a)Cr含量为2 20% ； (b)Zr含量为3.5 35% ； (c)稀土含量为I 10%。2.根据权利要求1所述的稀土氧化物改性的Cr2O3-ZrO2催化剂，其特征在于，所述稀土选自Ce、La或Y。3.根据权利要求2所述的稀土氧化物改性的Cr2O3-ZrO2催化剂，其特征在于，以重量百分比计，Cr含量为10 15%，Zr含量为17.5 26%，Ce含量为5 7%，La含量为1 3%，Y含量为3 5%。4.一种如权利要求2所述的稀土氧化物改性的Cr2O3-ZrO2催化剂的制备方法，其特征在于具体步骤如下: (1)首先在恒定PH=扩11和搅拌条件下，用Γ8 mol/L氨水水解Cr盐、...

【专利技术属性】
技术研发人员：武润霞，谢鹏飞，程彦虎，徐欣，华伟明，乐英红，高滋，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：