[发明专利]一种催化剂及其制备方法和用途有效

专利信息
申请号: 202110647907.7 申请日: 2021-06-10
公开(公告)号: CN113304744B 公开(公告)日: 2023-03-03
发明(设计)人: 陈毓敏;刘晓峰;贺泓 申请(专利权)人: 中国科学院城市环境研究所
主分类号: B01J23/10 分类号: B01J23/10;B01J32/00;B01J35/10;B01J23/83;C07C29/154;C07C31/04;C07C1/04;C07C9/04;C01B32/40
代理公司: 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人: 巩克栋
地址: 361021 福*** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 一种 催化剂 及其 制备 方法 用途
【说明书】:

发明提供了一种催化剂及其制备方法和用途。所述催化剂包括三元复合氧化物载体和金属活性粒子;所述三元复合氧化物载体中三元包括Ce、Zn、Zr、Al或Ti中的任意三种组合;所述三元复合氧化物载体为大孔、介孔和微孔同时存在的多级孔结构;所述金属活性粒子包括Cu、Fe、Co或Ni中的任意一种或至少两种的组合。本发明通过以同时具有大孔、介孔和微孔结构的三元多孔复合氧化物为催化剂载体,负载非贵金属活性组分,其多级孔结构为负载提供了多种位点,同时发挥了多种氧化物的功能,提高了催化剂在催化反应中转化率和选择性。

技术领域

本发明属于催化剂的技术领域,涉及一种催化剂及其制备方法和用途。

背景技术

氧化物负载的金属基催化剂在二氧化碳加氢反应中表现出较好的催化性能,是一类具有较好应用前景的催化剂。复合氧化物作为催化剂载体,可以发挥多种氧化物的功能,制备多功能催化剂,给催化剂的设计带来了更大的空间。多级孔催化剂由于其独特的结构特点,有望提高催化反应的转化率和选择性,在化学催化中具有广阔的应用前景。多级孔材料综合了两种或多种孔的优点。微孔或中孔可以提高产物的选择性,增强活性中心与客体分子的相互作用,提高催化转化率。大孔或中孔有利于传质,缩短分子扩散路径和阻力时间。

CN85100215A公开了一种用于重整抽余油加氢精制的催化剂,它由0.02~0.2wt%的Pt或Pd担载在γ-Al2O3上构成,但在常压和200℃左右对苯和甲苯有加氢活性。但是,该催化剂加氢选择性需进一步提高,否则必将导致芳烃过量加氢而损失。

因此如何提升催化剂的转化率和选择性,是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种催化剂及其制备方法和用途。本发明通过以同时具有大孔、介孔和微孔结构的三元多孔复合氧化物为催化剂载体,负载Cu、Fe、Co或Ni等活性组分,两者相互配合,催化剂载体中的多级孔结构为负载提供了多种位点,同时发挥了多种氧化物的功能,提高了催化剂在催化反应中转化率和选择性。

为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:

第一方面,本发明提供一种催化剂,所述催化剂包括三元复合氧化物载体和金属活性粒子;

所述三元复合氧化物载体中三元包括Ce、Zn、Zr、Al或Ti中的任意三种组合;所述三元复合氧化物载体为大孔、介孔和微孔同时存在的多级孔结构;所述金属活性粒子包括Cu、Fe、Co或Ni中的任意一种或至少两种的组合。

本发明所提供的催化剂,以同时具有三种孔径结构的三组分氧化物为载体,可以发挥多种氧化物的功能,制备多功能催化剂,其中,微孔或介孔可以提高产物的选择性,增强活性中心与客体分子的相互作用,提高催化转化率,大孔或介孔有利于传质,缩短分子扩散路径和阻力时间,而当三种孔径结构同时存在时,可以同时起到加速传质,增加扩散,提高活性组分利用效率的作用,以Cu、Fe、Co或Ni等作为催化剂的活性组分,在与载体协同作用,可以提高催化剂的转化率和选择性。

优选地,所述金属活性粒子的质量占比为30~50%,例如30%、35%、40%、45%或50%等。

本发明中,金属活性粒子的质量占比过小,会导致活性位点不足,过多,会导致活性位点堆积,无法较好分散。

优选地,所述三元复合氧化物载体中的三元为Ce、Zn和Zr。

第二方面,本发明提供一种如第一方面所述的催化剂的制备方法,所述制备方法包括:

(1)将软模板基材、柠檬酸、第一溶剂进行一次混合,然后再加入前驱体盐,进行二次混合,然后浸入硬模板组装阵列,得到三元复合氧化物载体;

(2)将步骤(1)所述的三元复合氧化物载体浸渍于金属活性粒子盐溶液中,得到所述催化剂;

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