[发明专利]一种介孔材料及其制备方法与催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种介孔材料及其制备方法与催化剂及其制备方法，尤其是一种介孔材料Cu-Co-Zr0₂及其制备方法与合成低碳醇催化剂及其制备方法，属于有机化学合成技术领域。

背景技术

从资源利用和环境保护的角度，利用高效煤炭洁净资源技术，开发“绿色燃料”具有重要的战略意义和应用前景。CO催化加氢合成低碳混合醇(C1-C6混合醇)是煤炭资源洁净利用的重要途径之一。低碳混合醇的应用前景取决于性能优异的催化剂的开发。专利CN1428192公开了一种合成低碳醇的催化剂，催化剂的摩尔百分比组成为：Zr：40～60％；Cu：20～40％；MA：1％～10％；Ni 1～30％；Mn 1-10％；其中MA是碱金属、碱土金属及过渡元素中的一种或几种元素的组合。其制备方法采用共沉淀法制备；专利CN1179993提供了一种合成气制低碳醇的铑基催化剂及其制备方法，催化剂采用分步浸渍、分步还原方法制得；专利CN101733135A提供了一种耐硫低碳醇催化剂：MC-M1-M2，以M金属碳化物为活性组分，加入M1和M2金属元素作为助剂，M1∶M2∶M的摩尔比为0.01-0.5∶0.1-1∶1；式中M为Mo、W和V的一种或几种；M1是Fe、Co、Ni、Cr、Mn、La、Y或Ce的一种或几种；M2是K、Na、Be、Mg中的一种或几种；专利CN101804354A提供一种由合成气制低碳醇催化剂及其制备方法和应用。最终制备的催化剂组成为(摩尔百分比)：Cu：25～60％；Fe：10～40％；Zn：20～50％；Cr：0～10％；Mn：0～10％；MA：1～20％。其中MA是碱金属、碱土金属及过渡金属中的一种或几种元素的组合。

由于改性合成低碳醇催化剂操作条件苛刻，并且高级醇的选择性较低，已经不再是研究的重点；而Rh催化剂由于价格昂贵，不适合作为大宗化工产品的催化剂；MoS2催化剂对原料气组成要求过于苛刻以及其活性稳定性问题近期难以解决。从总的发展趋势来看，Cu-Co系列催化剂是今后发展的重点领域。尽管对Cu-Co系列催化剂的制备技术进行了各种方法的改进，目前该类催化剂的制备方法仍然以共沉淀法为最好。共沉淀法制备的催化剂的性能不尽如人意，例如比表面较小，导致催化剂的活性较低；孔径分布比较分散，难以调变高级醇的选择性。由于受到制备方法本身的限制，用共沉淀法难以对催化剂的性能进行重大改进，必须寻求新的催化剂制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种介孔材料及其制备方法与合成低碳醇催化剂及其制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种介孔材料，由以下重量百分比的原料组成：CuO 1％～20％、CoO 1％～20％和ZrO₂ 60％～98％。

本发明的有益效果是：本发明的介孔材料，即介孔Cu-Co-ZrO₂具有极好的热稳定性和较大的比表面积，且其结构规整，活性点多；本发明所述的介孔材料的比表面积大于300m²/g。

本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种介孔材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将铜的可溶性盐类、钴的可溶性盐类以及锆的可溶性盐类一起溶解于去离子水中，得到A溶液；再将模板剂在另一个容器中溶于去离子水中，得到B溶液；然后将A溶液加入到B溶液，并不断搅拌至充分混合，得到一种均匀的混合溶液；

其中，所述铜的可溶性盐类、钴的可溶性盐类以及锆的可溶性盐类的总的可溶性盐类的重量份数与去离子水的重量份数比为1∶5～10；所述模板剂与去离子水的重量份数比为1∶50～100；

2)用碱性溶液调整上述混合溶液的pH值，再继续搅拌0.5～1小时，使所述混合溶液进行合成反应，反应结束后，冷却至室温，得到絮状物并将其取出，所述絮状物为蓝色；

3)将取出的絮状物进行水洗、过滤，得到滤饼，再将所述滤饼进行干燥、焙烧即得。

所述室温室温也称为常温或者一般温度，一般定义为25摄氏度。有时会设为300K(约27℃)，以利于使用绝对温度的计算。一般来说，室温有3种范围的定义：1.23℃±2℃；2.25±5℃；3.20±5℃。居室内最适宜的温度冬季16～18℃，夏季24～26℃。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，在步骤1)中，所述铜的可溶性盐类、钴的可溶性盐类以及锆的可溶性盐类均为硝酸盐、硫酸盐、氯化物或醋酸盐，且锆的可溶性盐类还包括锆的烷氧基化合物，例如异丙醇锆等。