[发明专利]一种非贵金属催化剂及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种非贵金属催化剂及其制备方法和用途，所述非贵金属催化剂包括铁基活性组分；所述铁基活性组分包括铁元素和负载于所述铁元素表面的共催化金属元素；所述非贵金属催化剂还包括负载于所述共催化金属元素表面的碳助剂和负载于所述碳助剂表面的碱金属助剂和/或碱土金属助剂。所述制备方法包括将含铁化合物依次进行第一浸渍处理和第一煅烧、碳沉积、第二浸渍处理和第二煅烧，得到所述非贵金属催化剂。本发明提供的非贵金属催化剂可以用于氢解酚类制备芳烃，具有较高的催化活性和稳定性，本发明提供的制备方法操作简单，成本低廉，可以工业化推广。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体涉及一种非贵金属催化剂及其制备方法和用途。

背景技术

催化加氢脱氧反应在生物质资源化利用、石油化工等领域具有广泛的应用前景。在生物质衍生的众多氧化物中，酚类具有较高的C-O键键能，使脱氧效率降低。酚类化合物的加氢脱氧可分为两种主要途径：环加氢后脱氧生成环饱和产物(如环烷、环醇等)和直接脱氧生成芳香烃。由于直接脱氧的氢气消耗量最低，且产物芳香烃的辛烷值更高，可以作为良好的汽油原料，因此直接脱氧被公认为是理想的反应路线。然而，在催化反应中，常用的直接脱氧催化剂的活化能远高于加氢后脱氧的催化剂，这使得环饱和产物通常成为主要产物。另一方面，碱金属普遍存在于生物质衍生物中，容易造成脱氧催化剂中毒，使催化剂活性降低。

目前的脱氧催化剂主要分为：金属硫化物、碳化物、氮化物、非贵金属氧化物和贵金属基催化剂等。其中硫化物易引起硫刻蚀并造成产物中含硫量增高；贵金属催化剂的成本昂贵，且芳香产物的选择性较低。

CN104744204A公开了一种木质素资源催化加氢脱氧制备芳香烃的方法，该方法中使用的催化剂包含两种活性组分：过渡金属元素铌、钽、锆、钼、钨、铼中的一种或几种混合的酸中心；钌、铂、钯、铱、铁、钴、镍、铜中的一种或几种的加氢或氢转移活性中心，该方法提供的催化剂含有的金属元素较多，并且还有贵金属元素，所以使用成本较高，不利于生产的经济性。

CN114130419A公开了一种催化酚类化合物加氢脱氧制备芳烃的催化剂及其制备方法和应用，该催化剂包括经过碱土金属氧化物修饰的分子筛载体，及其负载的具有丰富氧空位缺陷的高分散纳米级氧化钼颗粒，该催化剂的制备方法比较复杂，并且对芳香烃的转化率和选择性不高。

因此，开发一种对氢解酚类制备芳烃反应具有较高选择性的非贵金属催化剂具有重要意义。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种非贵金属催化剂及其制备方法和用途，与现有技术相比，本发明提供的非贵金属催化剂对氢解酚类制备芳烃的反应具有较高的选择性，并且催化性能稳定。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种非贵金属催化剂，所述非贵金属催化剂包括铁基活性组分；所述铁基活性组分包括铁元素和负载于所述铁元素表面的共催化金属元素；所述非贵金属催化剂还包括负载于所述共催化金属元素表面的碳助剂和负载于所述碳助剂表面的碱金属助剂和/或碱土金属助剂。