[发明专利]一种铜锌基催化剂的制备方法

说明书

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种铜锌基催化剂的绿色制备方法。制备过程包括，将铜、锌的碳酸盐分散在含有转晶剂的分散剂中得到分散体系1，将分散体系1置于波场中处理得到分散体系2；向分散体系2中加入载体和助剂并分散得到分散体系3；用水洗涤分散体系3，过滤得到催化剂前驱体，前驱体经过干燥、造粒、焙烧，最后成型得到铜锌基催化剂。本发明方法制备过程绿色，无含氮废水产生，制备得到的催化剂具有较好的催化性能。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种铜锌基催化剂的绿色制备方法。

背景技术

铜锌基催化剂是工业上常用的催化剂，广泛用于催化加氢反应、脱氢反应以及氧化反应中。目前，工业用铜锌基催化剂的制备主要以沉淀法为主，在制备过程中使用硝酸盐作为原料，用含有钠或钾的碱、或氨水作为沉淀剂，制备过程会产生大量的含NO₃^-和NH₄⁺的废水，给催化剂生产企业带来巨大的减排压力。为了适应国家对化工企业三废排放要求不断提高的趋势，有必要对铜锌基催化剂的制备过程进行优化、绿色化，减少含氮废水的排放。

发明内容

本发明的目是提出一种铜锌基催化剂的绿色制备方法，解决目前工业上制备铜锌基催化剂产生大量NO₃^-和NH₄⁺废水的问题。

本发明的主要特点是：用铜、锌的碳酸盐作为催化剂活性组分前驱体，通过转晶剂和波场作用下完成同晶取代，得到铜锌碱式碳酸复盐活性前驱体；用碳酸盐或氧化物作为载体和助剂的前驱体，制备过程无NO₃^-和NH₄⁺废水产生。

本发明中催化剂的制备方法：包括如下步骤：

a. 将铜、锌的碳酸盐分散在含有转晶剂的分散剂中得到分散体系1，将分散体系1置于波场中处理得到分散体系2；

b. 向分散体系2中加入载体和助剂并分散得到分散体系3；

c. 用水洗涤分散体系3、过滤得到催化剂前驱体，然后在60~120℃下干燥、造粒、300~500℃下焙烧3h，最后成型得到铜锌基催化剂。

所述步骤a中铜和锌的碳酸盐中铜与锌元素的物质的量的比为1/3~3。

所述步骤a中铜、锌的碳酸盐包括碳酸盐和碱式碳酸盐。

步骤a中所述的转晶剂为Na₂CO₃、NaHCO₃、K₂CO₃、KHCO₃、(NH₄)₂CO₃和NH₄HCO₃中的一种或两种混合物；转晶剂在分散剂中的质量浓度为0.5%~20%。

步骤a中所述的分散剂为水。

步骤a中所述的波场包括微波和超声波中的一种。

步骤a中所述的微波频率为2×10³MHz ~3×10⁵MHz；功率为100~1000W；所述处理的时间为2~10h。

步骤a中所述的超声波的功率密度大于1.0W/cm²；所述处理时间为1~12h。

步骤b中所述的载体包括氧化铝、偏铝酸钠、碳酸锆、氧化锆、二氧化硅、氧化钛、碳纳米管、ZSM-5型分子筛、SBA15型分子筛中的一种或几种；加入载体的质量为铜、锌碳酸盐总质量的5%~20%。