[发明专利]一种催化剂及其制备方法以及应用

说明书

本发明涉及化工技术领域，特别涉及一种催化剂及其制备方法及其应用，本发明提供的一种催化剂的制备方法，包括：提供第一铝源和第二铝源，并利用所述第一铝源和第二铝源制备获得第一铝溶胶和第二铝溶胶；提供铜源及锌源，并将铜源及锌源醇解后与第一铝溶胶混合，以获得含有铝、铜、锌组分的溶胶A；将所述溶胶A和第二铝溶胶进行老化和混合以获得前驱体；所述前驱体经过热处理后获得所需的催化剂。本发明的催化剂的制备方法简单，成本低，用于制备乙醇时，可获得在总醇中分布较高的乙醇，应用在浆态床合成气制备乙醇中，不仅降低了成本，而且提高了总醇分布中乙醇的选择性且催化活性较好。

【技术领域】

本发明涉及催化化学领域，特别涉及一种催化剂及其制备方法以及应用。

【背景技术】

目前，乙醇广泛应用于食品、医药、化工、燃料等行业，其制备方法一般是采用粮食发酵法、乙烯水合法、煤基合成气制备等。而粮食发酵法存在与人争粮的问题，乙烯水合法仍然是以石油为原料，基于我国的能源现状是富煤少油，因此乙烯水合法制备乙醇的发展得到了限制。目前认为，煤基合成气制备乙醇具有明显的优势和工业应用前景。

煤基合成气制备乙醇的催化剂现在多采用贵金属催化剂、钼基催化剂及改性费托合成的催化剂等，其中，贵金属催化剂价格昂贵，钼基催化剂和改性费托合成的催化剂均存在合成条件苛刻或者烃类选择性高等诸多问题。

另，在一些催化剂制备乙醇的过程中，为提高乙醇的获得率，会选择额外添加助剂来制备催化性能更好的催化剂。但加入助剂不仅增加了催化剂的成本，同时也延长了催化剂的制备周期以及导致制备工艺更加复杂。

【发明内容】

为克服现有的技术难题，本发明提供了一种工艺简单而且乙醇获得率较高的催化剂及其制备方法以及应用。

本发明为解决上述技术问题提供的一个方案是提供一种催化剂的制备方法，包括：

提供第一铝源和第二铝源，所述第一铝源与第二铝源中铝的摩尔数之比为(0.2-3)：(0.02-3)，并利用所述第一铝源和第二铝源制备获得第一铝溶胶和第二铝溶胶；

提供铜源及锌源，并将铜源及锌源醇解后与第一铝溶胶混合，以获得含有铝、铜、锌组分的溶胶A，所述溶胶A中铝、铜及锌的摩尔数之比为(0.2-3)：(1-6)：(1-5)；

将所述溶胶A和第二铝溶胶进行老化和混合以获得前驱体；

所述前驱体经过热处理后获得所需的催化剂。

优选地，所述第一铝源和/或所述第二铝源先醇解后水解以获得第一铝溶胶和第二铝溶胶。

优选地，用于第一铝源和/或第二铝源醇解的醇溶液为乙醇、乙二醇和异丙醇的混合溶液，且乙醇：乙二醇：异丙醇的体积比为(2-40)：(3-50)：(2-30)。

优选地，所述热处理是在150-400℃的条件下将所述前驱体加热3-10h。

优选地，所述第一铝源或第二铝源为硝酸铝、硫酸铝、氯化铝、硫酸铝铵、硅酸铝、铝酸钠、异丙醇铝、拟薄水铝石、氧化铝、氢氧化铝中的一种或者几种的组合，所述第一铝源和第二铝源相同或者不同。

本发明为解决上述技术问题提供的一个方案是提供一种催化剂，所述催化剂采用上述催化剂的制备方法制得。

优选地，所述催化剂包括纳米管体和基体，所述纳米管体贯穿所述基体。

本发明为解决上述技术问题提供的一个方案是提供一种催化剂的应用，所述催化剂采用上述催化剂的制备方法制得，并用于浆态床合成气制备乙醇。

与现有技术相比，本发明提供的催化剂的制备方法具有以下优点：