[发明专利]一种合成气制甲醇用Cu/ZnO催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂，特别是涉及一种合成气制甲醇用Cu/ZnO催化剂的制备方法。

背景技术

甲醇是需求量较大的化工基础原料，广泛应用于甲醛、聚甲醛、甲基叔丁基醚、二甲醚、醋酸、丙烯酸甲酯、甲酸甲酯、碳酸二甲酯等一系列有机化工产品，也可用于溶剂、燃料、农作物促进剂。目前，多采用合成气制甲醇，其应用催化剂多以Cu/ZnO为基。传统的制备Cu/ZnO催化剂的方法为Na2CO3共沉淀法，即将混合硝酸盐溶液和Na2CO3 溶液同时滴加于少量高速搅拌的去离子水中，同时保持溶液的pH 在7～8 之间，共沉淀完全后，将制备的催化剂前驱物于一定温度下烘干并焙烧。经过还原、钝化得到Cu/ZnO催化剂。该制备工艺较繁琐，耗时，且制备出的催化剂一定要经过还原过程才可以应用。因此，采用不经过还原钝化过程的简单工艺制备Cu/ZnO催化剂值得期待。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合成气制甲醇用Cu/ZnO催化剂的制备方法。不经过还原钝化过程直接制备合成气制甲醇用Cu/ZnO催化剂。本发提供了一种操作简单的合成气制甲醇用Cu/ZnO催化剂方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种合成气制甲醇用Cu/ZnO催化剂的制备方法，包括如下步骤：

混合硝酸盐与多羟基有机酸络合剂按摩尔比1：0.8～1.2溶解于蒸馏水中，用碱调节pH值至6～8，于50～100 ^oC络合至生成蓝色的半透明溶胶；然后于90～150 ^oC蒸发水分至粘稠状凝胶，将凝胶置于100～150 ^oC干燥数小时得到干凝胶；将干凝胶置于惰性气氛保护的管式炉中，缓慢升温；当温度升至240 ^oC时凝胶开始燃烧并持续升温至400～500^oC，随炉冷却后得到Cu/ZnO催化剂。

所述的一种合成气制甲醇用Cu/ZnO催化剂的制备方法，所述的混合硝酸盐为硝酸铜和硝酸锌Cu(NO₃)₂·3H₂O和 Zn(NO₃)₂·6H₂O，摩尔比为1:1。

所述的一种合成气制甲醇用Cu/ZnO催化剂的制备方法，所述的混合硝酸盐与多羟基有机酸络合剂的摩尔比为0.8:1～1.2。

所述的一种合成气制甲醇用Cu/ZnO催化剂的制备方法，所述的多羟基络合酸为柠檬酸和酒石酸。

所述的一种合成气制甲醇用Cu/ZnO催化剂的制备方法，所述的碱为NH₃·H₂O。

所述的一种合成气制甲醇用Cu/ZnO催化剂的制备方法，所述的惰性气氛为Ar或N₂。

本发明的优点与效果是：

1.     本发明操作简单、设备成本低；

2.     本发明不必经过还原与钝化过程；

3. 本发明具有优异的催化性能。

具体实施方式

下面对本发明进行详细说明。

本发明制备的Cu/ZnO催化剂在合成气制甲醇的催化反应中具有较高的反应活性，合成气中CO的转化率高于55%。

实施例1

将混合硝酸盐（Cu(NO₃)₂·3H₂O和 Zn(NO₃)₂·6H₂O，摩尔比为1:1）与柠檬酸（C₆H₈O₇）按摩尔比为1:1的比例混合溶解于蒸馏水中，用NH₃·H₂O调节pH值至7，于80 ^oC络合4小时，然后再于90 ^oC蒸至粘稠状，转移至120 ^oC烘箱中干燥24小时。然后将干凝胶置于氩气保护的管式炉中，将炉温从室温升至240 ^oC，干凝胶开始剧烈自燃烧缓慢升至400 ^oC，保温1小时，然后随炉冷却至室温即得到Cu/ZnO催化剂。

将制备的催化剂直接用于催化合成气低温制甲醇反应中，表现出优良的催化性能，CO的转化率为56%，甲醇的选择性为14%。

实施例2