[发明专利]选择性和再生稳定性良好的钴基单原子脱氢催化剂及利用其从石蜡制备对应烯烃的方法

说明书

本发明涉及一种利用用二氧化硅对氧化锆核进行表面改性的支撑体负载单原子形式的钴的脱氢催化剂及其制备方法，并且涉及一种在所述脱氢催化剂的存在下将石蜡具体地将硬石蜡进行脱氢反应以制备对应于其的烯烃的方法。

技术领域

本发明涉及一种选择性和再生稳定性良好的钴基单原子脱氢催化剂和利用该脱氢催化剂从石蜡制备对应烯烃的方法。更具体地，涉及一种利用用二氧化硅对氧化锆核进行表面改性的支撑体负载单原子形式的钴的脱氢催化剂及其制备方法，并且涉及一种在所述脱氢催化剂的存在下将石蜡，具体地将硬石蜡进行脱氢反应以制备对应于其的烯烃的方法。

背景技术

近年来，在支撑体上负载活性金属来使用的催化剂技术备受关注，特别是随着纳米技术的发展，正积极地进行在支撑体上负载纳米尺寸的活性金属来使用的研究。但是，纳米尺寸的活性金属具有尺寸分布宽且不规则的形态学特性，因此虽然与现有的催化剂相比活性优异，但用作催化剂时被指出引起副反应或催化剂迅速失活的现象的缺点。

另外，金属以单原子尺寸负载的催化剂的情况下，可以通过将金属活性位点的尺寸减少至纳米尺寸以下的原子水平来最大化催化剂活性。特别地，由于具有极其简化且理想的结构，因此提供适于对通过计算科学等获得的理论结果进行模拟而进行相关研究的优点。对此，有以下实例，将如锌(Zn)、钴(Co)等的过渡金属以单原子形式负载于二氧化硅等的支撑体上以用作硬石蜡的脱氢反应催化剂。此外，据报道，负载单原子形式的活性金属时，具有诸如裂纹(cracking)的最小化和在反应中抑制焦炭的形成等的优点(例如，ACSCatal.2014,4,4,1091-1098)。

但是，在上述文献等中，为了将反应物的浓度保持在低水平，使用混合气体(反应物是3％的丙烷，并且其余成分是由作为惰性气体的氩气(Ar)组成的混合气体)抑制副产物的同时将石蜡尽可能选择性地转化为对应于其的烯烃，并且为了增加催化剂的寿命而在低的温度下进行反应等，难以在实际商用工艺中应用。此外，就将钴活性金属以单原子形式负载于支撑体上的催化剂的存在下进行石蜡的脱氢反应的方法而言，在高温下进行的脱氢反应中，发生由于固定在支撑体上的钴元素的相互凝聚现象或还原现象导致的钴金属的生成反应等，因此在确保长期反应稳定性或再生稳定性方面受到限制。

为了抑制上述问题，研究并报道了各种方法(例如，韩国专利公开号第2020-0049209号)，但由于脱氢反应时持续暴露在高温下，作为支撑体的二氧化硅的强度或耐久性降低，因此随着反应的重复，收率可能会降低。

因此，需要一种与现有技术相比具有良好的长期反应稳定性或再生稳定性的单原子催化剂。

发明内容

要解决的技术问题

在本发明的一个具体实施例中，提供一种负载单原子形式的钴(Co)的催化剂及其制备方法，所述催化剂可以改善从石蜡制备烯烃的反应中所使用的脱氢催化剂的长期反应稳定性或再生稳定性。

技术方案