[发明专利]用于合成气制备高碳醇的铜基纳米催化剂及其制法和应用

权利要求书

1.一种用于合成气制备高碳醇的铜基纳米催化剂，其特征在于：所述催化剂是一种铜基多金属纳米催化剂，由铜和至少一种费托组元组成，其中，所述费托组元选自钌、铁、钴以及镍中的至少一种。

2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述铜基纳米催化剂的粒径为0.5～300nm；所述铜与费托组元的摩尔比为0.01～100。

3.如权利要求2所述的催化剂，其特征在于：所述铜基纳米催化剂的粒径为2～100nm；所述铜与费托组元的摩尔比为0.1～10。

4.如权利要求1所述的用于合成气制备高碳醇的铜基纳米催化剂的制备方法，其特征在于：选自置换反应法、分步还原法、同时还原法中的任意一种方法进行制备；

其中，所述置换反应法，按如下的IA或IB进行操作：

IA、将铜盐溶于溶剂中形成溶液，以还原剂还原，得到铜纳米颗粒；向所得铜纳米颗粒分散液中加入费托组元Ru盐溶液，与Cu纳米颗粒进行置换反应，反应完成后离心分离，固体物质以水、低分子醇或丙酮洗涤，除去洗涤溶剂后，干燥，即得CuRu双金属纳米催化剂；

IB、将含Fe、Co以及Ni中的至少一种费托组元盐溶于溶剂中形成溶液，以还原剂还原，得到费托组元纳米颗粒；向所得费托组元纳米颗粒分散液中加入铜盐溶液，与费托组元纳米颗粒进行置换反应，反应完成后离心分离或磁分离，固体物质以水、低分子醇或丙酮洗涤，除去洗涤溶剂后，干燥，即得铜基多金属纳米催化剂；

所述分步还原法，按如下的IIA、IIB、IIC或IID进行操作：

IIA、将铜盐溶于溶剂中形成溶液，以还原剂还原，得到铜纳米颗粒；向所得铜纳米颗粒分散液中加入还原剂，然后滴入费托组元盐溶液进行还原反应；还原完成后离心分离或磁分离，固体物质以水、低分子醇或丙酮洗涤，除去洗涤溶剂后，干燥，即得铜基多金属纳米催化剂；

IIB、将铜盐溶于溶剂中形成溶液，以还原剂还原，得到铜纳米颗粒；向所得铜纳米颗粒分散液中加入费托组元盐溶液，然后滴入还原剂进行还原反应；还原完成后离心分离或磁分离，固体物质以水、低分子醇或丙酮洗涤，除去洗涤溶剂后，干燥，即得铜基多金属纳米催化剂；

IIC、将费托组元盐溶于溶剂中形成溶液，以还原剂还原，得到费托组元纳米颗粒；向所得费托组元纳米颗粒分散液中加入还原剂，然后滴入铜盐溶液进行还原反应；还原完成后离心分离或磁分离，固体物质以水、低分子醇或丙酮洗涤，除去洗涤溶剂后，干燥，即得铜基多金属纳米催化剂；

IID、将费托组元盐溶于溶剂中形成溶液，以还原剂还原，得到费托组元纳米颗粒；向所得费托组元纳米颗粒分散液中加入铜盐溶液，然后滴入还原剂进行还原反应；还原完成后离心分离或磁分离，固体物质以水、低分子醇或丙酮洗涤，除去洗涤溶剂后，干燥，即得铜基多金属纳米催化剂；

所述同时还原法，步骤包括：将铜盐与费托组元盐溶于溶剂中形成溶液，以还原剂还原；还原完成后离心分离或磁分离，固体物质以水、低分子醇或丙酮洗涤，除去洗涤溶剂后，干燥，即得铜基多金属纳米催化剂。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述铜基纳米催化剂的制备方法中，所用铜盐选自下列八中铜盐中的至少一种：氯化亚铜、无水氯化铜、二水氯化铜、硝酸铜、无水硫酸铜、五水硫酸铜、醋酸铜及乙酰丙酮铜；

所述铜盐浓度按Cu⁺和Cu²⁺总浓度计为0.001～10mol/L。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述铜盐浓度按Cu⁺和Cu²⁺总浓度计为0.05～0.5mol/L。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述铜基纳米催化剂的制备方法中，所用铜盐及费托组元盐的溶剂选自水、有机溶剂或其混合溶剂。