[发明专利]一种担载贵金属的等级孔大孔-介孔γ-Al2O3催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机合成技术领域，具体涉及一种担载贵金属的等级孔大孔-介孔γ-Al₂O₃催化剂及其制备方法。

背景技术

现代石油化工、新能源开发，资源综合利用等方面，负载型催化剂占有不可替代的重要位置，有“活性氧化铝”之称的γ-Al₂O₃因其具备孔结构可调、比表面积大、吸附性能好、价格低廉、表面具有酸性和热稳定性好等优点，己经成为化工和石化行业中广泛使用的催化剂或催化剂载体，在油品加氨裂化、加氨精制、加氢重整等领域中应用广泛。而贵金属纳米粒子由于其化学性能稳定，不易被氧化，以及其优异的物理性能及独特的催化活性，被用作活性组分广泛应用于各类催化反应中。

贵金属担载型催化剂由于具有高催化活性、耐高温、抗氧化等优点，同时还具备载体与贵金属活性组分的双重优良属性，是近年来的研究热点之一，但目前所合成的贵金属担载型氧化铝催化剂任然存在许多不足。李振兴等人合成出了一种担载贵金属的有序介孔氧化铝材料(CNIO4923215A)，该发明采用一步法合成了担载贵金属的有序介孔氧化铝材料，该材料的贵金属纳米颗粒在介孔材料中的分散度高、担载率高、贵金属纳米颗粒尺寸小，而且介孔孔道结构高度有序，其作为一氧化碳氧化反应的催化剂具有高的催化活性和热稳定性。王榕等人合成出了一种担载贵金属钯的氧化铝催化剂(CN1623655A)，该发明通过预先涂覆适量碱土金属氧化物，并以高温焙烧过的氧化铝(比表面积约60～130m²/g，孔体积为0.5ml/g)为载体，以钯为活性成分，采用浸渍法制备钯-氧化铝催化剂，该方法可在保证钯金属层厚度的前提下，将贵金属担载量控制到0.2wt％以下。然而，现有的贵金属担载型催化剂都存在制备工艺复杂、孔道结构不佳、活性组分担载不均匀等一系列问题。因此，进一步探索贵金属担载的具有特殊孔道属性的γ-Al₂O₃催化剂具有重要的实际应用意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种担载贵金属的等级孔大孔-介孔γ-Al₂O₃催化剂，该催化剂具有大孔-介孔结构，大孔孔壁由介孔氧化铝纳米棒组装而成，可有效提升催化剂的使用效率，并改善所得催化剂的催化性能；且涉及的制备方法简单、反应条件温和、重复率高，适合推广应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种担载贵金属的等级孔大孔-介孔γ-Al₂O₃催化剂，其制备方法包括以下步骤：

1)将水加入乙腈中搅拌均匀得乙腈水溶液，向乙腈水溶液中匀速滴入铝源，进行静置反应得白色沉淀I；

2)将所得白色沉淀I进行过滤洗涤干燥，得干燥粉末II，为大孔-介孔AlOOH前驱体；

3)配制贵金属盐溶液，向其中滴入盐酸，得混合液I；

4)将步骤2)所得大孔-介孔AlOOH前驱体加入混合液I中进行浸渍处理，然后进行烘干、焙烧处理，重复浸渍、烘干、焙烧处理步骤，得所述担载贵金属的等级孔大孔-介孔γ-Al₂O₃催化剂。

上述方案中，所述铝源为正丁醇铝、仲丁醇铝或叔丁醇铝。

上述方案中，步骤1)中所述铝源与水的摩尔比为(0.03～0.07):1。

优选的，步骤1)中所述铝源与水的摩尔比为0.04～0.05:1。

上述方案中，所述乙腈水溶液中乙腈的浓度为14～17mol/L。

优选的，所述乙腈水溶液中乙腈的浓度为15～16mol/L。

上述方案中，步骤1)中所述静置反应步骤为：首先在20～60℃的温度条件下，静置1～60min，然后以60～600r/min的搅拌速率搅拌1～60min，再静置1～60min。

上述方案中，所述烘干温度为20～100℃。

上述方案中，所述贵金属盐溶液引入的贵金属元素与大孔-介孔AlOOH前驱体的质量比为1:(20～1000)。

优选的，所述贵金属盐溶液引入的贵金属元素与大孔-介孔AlOOH前驱体的质量比为1:(100～200)。

上述方案中，所述贵金属盐溶液的浓度为0.001～0.1mol/L。

优选的，所述贵金属盐溶液的浓度为0.005～0.01mol/L。

上述方案中，所述贵金属盐为Pt、Pd、Ag、Au、Ru、Rh、Re或Ir对应的盐酸盐、硝酸盐或硫酸盐等中一种或几种。