[发明专利]一种低碳醇合成催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳醇合成催化剂的制备方法，涉及乙醇合成领域。

背景技术

合成气催化合成制取低碳醇的试验研究始于20世纪20年代，1923年，德国化学家F.费歇尔和H.托罗普施共同开发出了一种以合成气为原料，但在随后的几十年，由合成气直接合成低碳醇的技术路线一直缺乏可行性。合成气催化合成制取低碳醇是一个非常复杂的过程，因此对催化剂的性能具有严格的要求。

催化剂的制备方法有浸渍法，沉淀法，溶胶凝胶法等。浸渍法主要通过载体对金属离子的吸附，交换等较强作用形成负载型催化剂，它们之间形成较弱的作用力。沉淀法将碱类物质(沉淀剂)加入金属盐类的水溶液中，再将生成的沉淀物；溶胶凝胶法是一种较好的制备催化剂的方法，凝胶较适合作为催化剂载体。

碳纳米管是空管型材料，具有很大的比表面积，同时具有良好的导电、传热和力学性能，是一种非常理想的催化剂载体。碳纳米管具有很好的储氢作用，所以增加了催化剂表面吸附氢的微环境，高浓度的吸附氢和CO₂发生协同作用，从而抑制了水汽转换。本专利提出了一种以Cu-Co基催化剂为基础，填加碳纳米管制备出的新型催化剂的制备方法。

发明内容

本发明的技术目的在于提供一种低碳醇醇合成催化剂的制备方法。本发明的技术方案为：

一种碳醇合成催化剂的制备方法，包括以下步骤：

①碳纳米管以浓酸处理，于30～80℃水浴下超声处理2～8h，然后用去离子水抽滤水洗至中性，将所得的滤饼真空干燥；

②将Cu²+和Co²⁺按2.5～3.5：1摩尔比混合溶于水，加入干燥后的碳纳米管滤饼，80～95℃水浴搅拌蒸发至水分蒸干；

③将催化剂再次真空干燥，除氧条件下于250～350℃焙烧3～5h，压片，筛分。

本发明所述的制备方法所述浓酸选自浓硝酸、浓硫酸或浓盐酸中的一种，优选浓硝酸浓度为65～70%；优选所述浓硫酸浓度为95～98%；优选所述浓盐酸浓度为33～37%。

本发明所述的制备方法优选步骤②Cu²+和Co²⁺按3：1摩尔比混合。

本发明所述的制备方法所述除氧优选通入氮气或氩气保护气除氧。

本发明所述的制备方法优选步骤①和③所述真空干燥的温度为40～80℃，时间为4～10小时。

本发明的有益效果：

1、本发明所述的催化剂，可避免CO加氢反应表观活化能发生明显变化；

2、本发明的催化剂添加了碳纳米管作为载体，可显著提高合生成低碳醇的选择性，提高了转化率；

3、碳纳米管的加入使催化剂对H₂具有更强的吸附活化能力，可抑制副反应的发生；

4、此外，高浓度的吸附氢和CO₂发生协同作用，从而抑制了水汽转换。

具体实施方式

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

①在容器中放置68%的浓硝酸，加入碳纳米管，60℃水浴超声5h，超声后用去离子水稀释至弱酸性，真空抽滤水洗至中性得滤饼，于70℃真空干燥8h；

②将Cu²+和Co²⁺按2：1摩尔比混合溶于水，加入步骤②干燥后的碳纳米管，85℃水浴搅拌蒸发至水分蒸干；

③将催化剂进一步60℃真空干燥9h，N₂氛下，350℃焙烧4h，压片，筛分成50～60目。

实施例2

①在容器中放置97%的浓硫酸，加入碳纳米管，50℃水浴超声3h，超声后用去离子水稀释至弱酸性，真空抽滤水洗至中性，将抽滤后的碳纳米管滤饼于80℃真空干燥4h；

②将Cu²+和Co²⁺按3：1摩尔比混合溶于水，加入步骤②干燥后的碳纳米管，90℃水浴搅拌蒸发至水分蒸干。

③将催化剂进一步60℃真空干燥5h，N₂氛下，300℃焙烧3h，压片，筛分成60～70目。

实施例3

①在容器中放置37%的浓盐酸，加入碳纳米管，60℃水浴超声3h，超声后用去离子水稀释至弱酸性，真空抽滤水洗至中性，60℃真空干燥7h；

②将Cu²+和Co²⁺按2.5：1摩尔比混合溶于水，加入步骤②干燥后的碳纳米管，95℃水浴搅拌蒸发至水分蒸干；