[发明专利]核壳结构多级孔道式钴基费托合成催化剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种核壳结构多级孔道式钴基费托合成催化剂及其制备方法。该催化剂包括催化剂载体S、负载在催化剂载体S上的金属活性组份Co、以及包裹在催化剂载体S表面的壳层分子筛膜M，催化剂载体S为SiO2和Al2O3中的一种或者两种任意比例的混合物，SiO2和Al2O3的微观结构形态呈球状、其比表面积为160～290m2/g、平均粒度范围在10～50目之间；壳层分子筛膜M为H‑ZSM‑5纳米颗粒分散均匀的团簇聚集体，H‑ZSM‑5纳米颗粒的粒径范围在10～30nm之间、其自身微孔孔径小于或等于2.0nm、相邻H‑ZSM‑5纳米颗粒之间的缝隙小于或等于100nm；金属活性组份Co的负载量占催化剂载体S与金属活性组份Co重量之和的10～30％。该费托合成催化剂的壳层具有多级孔道，催化效率高，同时该制备方法工艺简单，能耗低。 1

主权项

1.一种核壳结构多级孔道式钴基费托合成催化剂，包括催化剂载体S、负载在催化剂载体S上的金属活性组份Co、以及包裹在催化剂载体S表面的壳层分子筛膜M，其特征在于：所述催化剂载体S为SiO2和Al2O3中的一种或者两种任意比例的混合物，所述SiO2和Al2O3的微观结构形态呈球状、其比表面积为160～290m2/g、粒度范围在10～50目之间；所述壳层分子筛膜M为H‑ZSM‑5纳米颗粒分散均匀的团簇聚集体，所述H‑ZSM‑5纳米颗粒的平均粒径范围在10～30nm之间、其自身微孔孔径小于或等于2.0nm、相邻H‑ZSM‑5纳米颗粒之间的缝隙小于或等于100nm；所述金属活性组份Co的负载量占催化剂载体S与金属活性组份Co重量之和的10～30％；所述核壳结构多级孔道式钴基费托合成催化剂制备方法，包括以下步骤：1)称取SiO2和Al2O3中的一种或者两种任意比例的混合物进行焙烧除杂处理，获得微观结构形态呈球状、比表面积为160～290m2/g、平均粒度范围在10～50目之间的超细粉末，作为催化剂载体S；2)按照金属活性组份Co的负载量占催化剂载体S与金属活性组份Co重量之和10～30％的比例称取钴盐，配制成钴盐溶液，采用满孔浸渍法将钴盐溶液浸渍到催化剂载体S上；3)对浸渍有钴盐的催化剂载体S进行干燥焙烧处理，获得催化剂核部Co/S，即Co/SiO2或Co/Al2O3或两者的混合物；4)将所得催化剂核部Co/S分散于溶剂中，并在搅拌条件下加入聚乙烯吡咯烷酮和氨水溶液，使聚乙烯吡咯烷酮吸附在催化剂核部Co/S上；5)将正硅酸乙酯、异丙醇铝、四丙基氢氧化铵与水混合均匀，配制成溶胶液；6)将所得溶胶液加入到吸附有聚乙烯吡咯烷酮的催化剂核部Co/S分散溶剂中，继续搅拌直至正硅酸乙酯与异丙醇铝完全水解，并促使聚乙烯吡咯烷酮与四丙基氢氧化铵形成强相互作用，从而在催化剂核部Co/S表面完成分子筛自组装；7)对经过分子筛自组装的催化剂核部Co/S混合溶胶液进行加热蒸发处理，除去其中的乙醇、异丙醇以及部分水份，得到浓缩溶胶液；8)在所得浓缩溶胶液中加入甲胺水溶液，对其进行快速静置晶化处理，然后进行离心分离处理，获得固体产物；9)将所得固体产物冲洗干净，再次干燥焙烧处理，最后制得核壳结构多级孔道式钴基费托合成催化剂，即Co/SiO2@H‑ZSM‑5或Co/Al2O3@H‑ZSM‑5或两者的混合物。