[发明专利]一种用于萘加氢反应的Pd掺杂与Mo空穴协同调控的碳化钼催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于工业催化技术领域，公开了一种用于萘加氢反应的Pd掺杂与Mo空穴协同调控的碳化钼催化剂及其制备方法和应用。该制备方法包括以下步骤：将钼前驱体、钯前驱体和溶剂进行充分混合，得到混合溶液；将混合溶液进行沉积沉淀过程直至水分蒸干，再进行干燥处理，之后在空气中焙烧得到Pd‑MoO_x前驱体；将Pd‑MoO_x前驱体在甲烷氢气气氛下进行碳化处理，得到碳化钼催化剂。本发明制备方法简单，原料来源广泛，且造价低廉，金属掺杂量低，可以大幅度降低催化剂成本；将本发明的催化剂应用于萘深度加氢反应中，其萘深度加氢催化性能优异，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于工业催化技术领域，特别涉及一种用于萘加氢反应的Pd掺杂与Mo空穴协同调控的碳化钼催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

萘加氢转化为四氢萘和十氢萘的过程，是研究加氢脱芳的典型模型，对柴油、汽油等石油化工产品的品质优化具有重要的意义。同时，十氢萘是一种具有广泛应用价值的产品，例如作为燃料或是燃料电池的储氢载体或是作为树脂、橡胶等高聚物的溶剂；除此之外，萘作为石油化工产业的低值产品，难以有效利用，加之本身易挥发、易升华以及生物毒性大的特性，直接排放将会导致严重的环境问题，因此，如果能够将萘高效转化为高价值的十氢萘，无论是对能源结构优化方面还是环境治理方面都具有深刻的意义。然而，目前十氢萘的合成技术不成熟且稀少，导致其价格昂贵。因此，通过对萘的选择性加氢技术进行优化从而高效生产十氢萘，是目前的研究热点之一。

据大量的研究报道，碳化钼作为过渡金属碳化物的代表，表现出特殊的催化性能，一方面，钼原子的结构与多数贵金属原子结构相似，表现出与贵金属相似的性质；另一方面，由于碳化钼的合成制备工艺的差异，导致碳化钼有着不同的晶相(如α-MoC_1-x，β-Mo₂C)，从而使不同结构的碳化钼在性质上有着众多差异。并且通过特殊处理，容易获得含有缺陷结构的碳化钼材料，因此，碳化钼不管作为催化剂主体还是催化剂载体，都具有一定的催化性能。

对于萘深度加氢，传统的加氢催化剂在深度加氢性能方面存在明显的缺陷，如产物选择性低，稳定性差等问题，已经不能达到工业催化加氢的要求；而Pt、Pd、Ru等贵金属催化剂有较强的深度加氢能力，对十氢萘有着较高的选择性，广泛应用在深度加氢工艺中，但目前现有的贵金属催化剂存在两个主要的问题，导致其不能大规模应用于工业生产中：1、由于高负载量导致价格昂贵；2、反应稳定性差。因此，鉴于上述两方面困难，通过优化催化剂的设计和合成方法，在大幅降低贵金属负载量的同时保持材料的高效催化性能的目标前提下，研发一种适用于萘深度加氢的低温高活性催化剂，已经成为本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种用于萘加氢反应的Pd掺杂与Mo空穴协同调控的碳化钼催化剂(Pd-Mo(v)-MoC催化剂)的制备方法；该方法通过在MoC表面构造空穴，并通过空穴和掺杂钯协同调控MoC表面电子结构及对萘的吸附强度，优化对萘的深度加氢活性和稳定性，能解决现有加氢催化剂的比表面积小和活性位点少，导致的深度加氢能力低，未能满足工业化催化制氢的需求的技术缺陷。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种用于萘加氢反应的Pd掺杂与Mo空穴协同调控的碳化钼催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将钼前驱体、钯前驱体和溶剂进行充分混合，得到混合溶液；

(2)将混合溶液进行沉积沉淀过程直至水分蒸干，再进行干燥处理，之后在空气中焙烧得到Pd-MoO_x前驱体；

(3)将Pd-MoO_x前驱体在甲烷氢气气氛下进行碳化处理，得到用于萘加氢反应的Pd掺杂与Mo空穴协同调控的碳化钼催化剂；所得碳化钼催化剂中Pd占MoC+Pd总质量的百分数为0.1％-0.5％。