[发明专利]一种高活性位暴露的纳米二硫化钼加氢催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种高活性位暴露的纳米二硫化钼(MoS₂)加氢催化剂的制备方法。该发明包括以下步骤：将一定量的钼源和硫源溶于或分散于高粘度溶液中，加入还原剂得到溶液或悬浊液；调控钼源、硫源、溶剂和还原剂的种类；所配溶液或悬浊液置于密闭的不锈钢反应釜中，控制反应温度为120～240℃，反应时间为3～72小时；反应结束后冷却、抽滤、洗涤、干燥，得到高活性位暴露的纳米MoS₂加氢催化剂。本发明的合成方法具有条件温和，操作简单，产率高等优点，所制备的层间距扩大的少层纳米MoS₂催化剂具有高的加氢活性位暴露率。本发明方法合成高活性位暴露的纳米MoS₂加氢催化剂用于油品催化加氢领域具有极高的催化加氢活性。

技术领域

本发明涉及一种高活性位暴露的纳米MoS₂加氢催化剂的制备方法，属于高效纳米催化剂可控制备及催化加氢领域。

背景技术

过渡金属硫化物MoS₂具有典型的层状结构，层与层之间以较弱的范德华力相结合，容易剥离，单原子层中每个钼原子被六个硫原子所包围，呈三角棱柱状，暴露出很多Mo-S棱面，可作为催化活性中心。(参见Chianelli,R.R.Catal.Rev.2006,48(1),1-41)由于MoS₂具有特殊的层状结构、各向异性、电子性能和类贵金属性质等特点，目前关于该材料的研究主要集中在催化加氢、摩擦润滑、电子探针、储氢材料、电极材料和光电化学制氢催化剂等诸多领域。MoS₂已经成为当今国内外化学、物理、材料科学等领域研究的热点材料。

由于人们对层状MoS₂材料研究兴趣的增加，又因其具有较高的加氢活性和良好的抗中毒能力，被广泛用于炼油工业的催化剂如油品加氢精制领域，包括加氢反应、加氢脱硫、加氢脱氧、以及加氢脱氮等反应。(参见Prins,R.et al.Catal.Today 2006,111(1–2),84-93)MoS₂材料的催化加氢活性与其结构特征息息相关，由于MoS₂的催化加氢活性中心主要位于边面，面能量较高，为0.7J/m²，表面活泼，不稳定，提供多相催化加氢反应的活性中心。减小催化剂的尺寸、降低堆积层数和增大其层间距均可以有效增加MoS₂加氢活性边位的暴露，从而得到高活性的加氢催化剂。

迄今为止，有多种纳米MoS₂的制备方法，产物的形貌也有多种。CN 101234785A公开了一种具有富勒烯结构的纳米MoS₂的制备方法。该方法中是以气固反应为主，通过高温氢气还原及硫化实现，制备条件对设备要求比较高，与本方法不同。CN 103086436公开了一种在反应体系中花状和棒状纳米MoS₂的制备方法，该方法中需添加无机盐进行辅助调控制备花状和棒状的纳米MoS₂，制备的尺寸多在几百纳米级别，堆积层数较多。CN 102398920A公开了一种射流空化技术制备二维纳米MoS₂的制备方法，该方法是在液相中直接分散和剥离MoS₂大规模制备二维纳米MoS₂，该方法原料采用微米级别的MoS₂为原料，采用加压方式剥离制备的二维纳米MoS₂。采用物理方法制备的纳米MoS₂的可控性较低，且剥离得到的片层MoS₂用于催化反应中具有较差的稳定性。CN 201310657258.4公开了一种水热法制备MoS₂纳米片催化剂的合成方法，制备的MoS₂纳米片的尺寸在30-100nm，堆积层数3-9层。尽管该方法制备的催化剂已经具有较小的尺寸和较低的堆积度，但是并没有最大化暴露催化剂的加氢活性位。

为了实现高效的加氢反应，拓展MoS₂的实际应用前景，采用简单的合成方法制备高活性暴露的MoS₂纳米催化剂，可为重质、劣质油品加氢制取清洁燃料提供重要的高活性催化剂。

发明内容