[发明专利]一种低变质煤-锆基催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种低变质煤‑锆基催化剂的制备方法，属于煤炭利用技术领域。包含以下制备步骤：将低变质煤粉末与氢氧化钠溶液混合进行预处理，得到低变质煤分散液；将所述低变质煤分散液的pH值调至2～6后与可溶性锆盐混合进行配位络合反应，得到低变质煤‑锆基催化剂。针对低变质煤自身独特的组成和结构特点，充分利用其所富含的含氧官能团和有机酸，在温和条件下实现低变质煤的利用，同时进一步提高产品附加值。本发明得到的低变质煤‑锆基催化剂用于催化酮类或醛类化合物的选择性加氢。

技术领域

本发明涉及煤炭利用技术领域，特别涉及一种低变质煤-锆基催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

煤炭资源在全球的社会经济发展中起到不可替代的作用，从煤炭中可以获取能源和丰富的化学品，从而满足人类社会对能量和各种材料的需求。我国具有丰富的煤炭储量，其中以褐煤为代表的低阶煤占有重要比例。随着我国社会经济的快速发展，我国煤炭的消耗量不断增加，导致高阶煤的消耗量增多、可采储量快速下降。因此，从长远来看，在节约高阶煤开采利用的同时，需逐渐提高低阶煤在煤炭消耗中的比例，并进一步提高低变质煤的利用效率。

与高变质煤种相比，低变质煤种具有热值低、水分含量高、含氧量高等特点。目前对低变质煤的利用主要有以下途径：燃烧、热解提质和H₂O或CO₂气化。其中热解提质和H₂O或CO₂气化为低变质煤重要的利用途径。热解提质通过高温处理，降低煤中水含量和挥发成分含量，得到品质较高的煤焦，通常需要消耗较多能量，同时煤中的含氧官能团和低分子有机物也没有得到充分利用；H₂O或CO₂气化为在高温条件下，向煤表面通入水蒸气或者CO₂，通过水煤气变换等反应，生产H₂、CO等有用气体，该途径存在的主要问题是高温反应在一定程度上破坏了煤中含氧官能团或低分子物质，使得这部分结构没有得到充分利用。现有技术中，低变质煤存在利用率低、低变质煤中的含氧官能团和低分子有机物不能得到有效利用的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种低变质煤-锆基催化剂及其制备方法和应用。本发明提供的低变质煤-锆基催化剂的制备方法充分利用了低变质煤中的含氧官能团和低分子有机物，提高了低变质煤的利用率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种低变质煤-锆基催化剂的制备方法，包含以下步骤：

将基料与氢氧化钠溶液混合进行预处理，得到基料分散液，所述基料为低变质煤或低变质煤衍生物；

将所述基料分散液与可溶性锆盐混合进行配位络合反应，得到低变质煤-锆基催化剂。

优选地，所述低变质煤包括褐煤原煤、烟煤、次烟煤、长焰煤、焦煤和贫煤中的一种；所述低变质煤衍生物包括腐殖酸、煤衍生芳香酸和煤衍生脂肪酸中的一种。

优选地，所述基料的粒度为100～400目。

优选地，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.1～2mol/L。

优选地，所述基料的质量与氢氧化纳溶液的体积比为1:5～1:20。

优选地，所述预处理的温度为25～100℃，预处理的时间为2～12h。

优选地，所述可溶性锆盐与基料的质量比为0.5：1～10：1。

优选地，所述配位络合反应的温度为40～90℃，配位络合反应的时间为2～10h。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制得的低变质煤-锆基催化剂，所述低变质煤-锆基催化剂的粒径为1～10μm，所述低变质煤-锆基催化剂的孔隙率为0.1～0.5cm³/g。