[发明专利]一种在ZSM-5分子筛上构筑高分散高稳定性Pt基催化剂的方法

说明书

本发明提供了一种在ZSM‑5分子筛上构筑高分散高稳定性Pt基催化剂的方法。该方法包括：将铂前驱体溶液、聚乙烯吡咯烷酮，溶于溶剂形成澄清溶液，油浴回流，得到Pt颗粒悬浮液I；在ZSM‑5分子筛上采用原子层沉积法沉积TiO₂薄膜，经过煅烧得到TiO₂/ZSM‑5；向TiO₂/ZSM‑5中滴加所述Pt颗粒悬浮液I，搅拌、离心、干燥，得到Pt/TiO₂/ZSM‑5‑I；在Pt/TiO₂/ZSM‑5‑I上采用原子层沉积的方法沉积Al₂O₃薄膜或TiO₂薄膜，经过煅烧得到高分散高稳定性Pt基催化剂。相比于传统Pt/ZSM‑5分子筛催化剂，本发明制备的催化剂的金属粒子的分散性和抗烧结稳定性大大提高。

技术领域

本发明涉及一种在ZSM-5分子筛上构筑高分散高稳定性Pt基催化剂的方法，属于石油化工技术领域。

背景技术

自20世纪中旬A型分子筛和X型分子筛投入工业生产及应用以后，分子筛合成与工业应用受到学术界及工业界的高度重视。随着经济的发展，分子筛的应用前景日益广泛，目前分子筛已经公开的应用领域遍布石油化工(CN108435236A)、环保产业(CN108404880A)、高新技术(CN108428807A)、建筑领域(CN108395212A)、生物工程(CN108409746A)、食品工业(CN108410658A)、医药(CN108439344A)等领域。随着分子筛合成和应用领域的发展以及应用范围的扩展，产业部门对分子筛的制备工艺、生产成本以及性能和功能的要求越来越高，促进了科学家对分子筛创新及改性的研究。分子筛催化剂的发展方向也逐渐趋于环保、高效、节能、经济。金属改性的分子筛催化剂在石油化工领域中应用广泛，如：催化裂化(CN108219841A)、异构化(CN108355714A)、加氢裂化(CN108192666A)、芳构化(CN108435239A)、MTO(CN108435236A)、催化还原(CN108435238A)、催化氧化(CN108421558A)、聚合物生产(CN108383696A)、不饱和烃类氧化(CN107311194A)等石油化工过程。

目前金属改性的分子筛催化剂存在的问题主要集中在两个方面：一是金属在特定载体上分散性差。对于一个特定的反应，在双功能催化剂的设计中，由于反应条件的限制，大多情况下金属和分子筛载体之间相互作用较弱，很难实现金属的均匀分散。二是金属组分易烧结的问题。在高温反应中，负载型金属/分子筛催化剂的金属组分易发生团聚，造成活性位利用率差，催化剂失活。

目前提高金属纳米粒子的抗烧结稳定性方法主要包括以下几类：

①添加金属助剂，例如CN1167654A、CN107051434A、CN108435171A、CN107335421A等公开的方法。

②优化载体和金属纳米粒子之间的相互作用，例如CN108311139A、CN101534944A、CN108380218A、CN108435207A等公开的方法。

③利用介孔材料孔道或金属有机骨架材料内部笼的限域效应、利用特定分子筛封装，例如CN108409979A、CN108295906A、CN108067294A、CN107331877A、CN107413344A、CN107890881A、CN107694611A等公开的方法。

但上述方法同时有各自的针对性或局限性，如某些催化反应本身对载体就有要求，报道的方法不一定适用于特定结构或性质的载体；或者发挥限域作用材料的厚度不易精细调控；有的提升金属抗烧结的能力幅度有限、特别是用于高温催化反应有效性有待于进一步演示。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种在ZSM-5分子筛上构筑高分散高稳定性Pt基催化剂的方法，该方法利用原子层沉积技术构筑中间层及覆盖层来提高负载型金属催化剂分散性及抗烧结稳定性。