[发明专利]一种铜锌铝锆催化剂的制备方法

说明书

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种高性能铜锌铝锆催化剂的制备方法。制备方法包括：首先采用沉淀法得到铜锌铝沉淀物；然后，将沉淀物与α型氢氧化锆Zr₄(OH)₈(OH)₈在水中混合得到含铜锌铝锆前驱体；再将铜锌铝锆前驱体经过洗涤除水、60~120℃干燥、300~500℃焙烧3~10h，最后成型得到铜锌铝锆催化剂。得到的催化剂中氧化锆的助催化作用大大增强，得到的铜锌铝锆催化剂的催化性能得到很大提高。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种高活性铜锌铝锆催化剂的制备方法。

背景技术

铜锌铝催化剂是工业上常用的催化剂，广泛用于催化加氢反应、脱氢反应以及氧化反应中。为了提高铜锌铝催化剂的催化性能，助剂的引入是常规方法。氧化锆作为两性金属氧化物，在铜基催化剂的改性中常被用作助剂，如提高铜锌铝催化剂在CO₂加氢制甲醇反应中的催化性能等。在铜锌铝催化剂中引入锆通常采用共沉淀法，而沉淀的温度越高越有利于活性前驱相（(Cu_x,Zn_1-x)₂(OH)₂CO₃或(Cu_x,Zn_1-x)₅(OH)₆(CO₃）₂）的形成。对于锆的氢氧化物而言，活性最高的α氢氧化锆（Zr₄(OH)₈(OH)₈）在上述温度下会很快转变为氢氧化锆的其它形态，如β氢氧化锆或γ氢氧化锆，导致热处理后得到的氧化锆对铜锌铝催化剂的助催化作用受到很大的不利影响。

发明内容

本发明的目是提出一种制备高催化活性的铜锌铝锆催化剂的制备方法，提高氧化锆对铜锌铝催化剂的助催化作用。

本发明的主要特点是：采用较低的温度合成高活性α氢氧化锆，排除热处理过程中水对催化剂中活性氢氧化锆的不利影响，最终提高了氧化锆对铜锌铝催化剂的助催化作用。

本发明中催化剂的制备方法：包括如下步骤：首先采用沉淀法得到铜锌铝沉淀物；然后，将沉淀物与α型氢氧化锆Zr₄(OH)₈(OH)₈在水中混合得到含铜锌铝锆前驱体；再将铜锌铝锆前驱体经过洗涤除水、60~120℃干燥、300~500℃焙烧3~10h，最后成型得到铜锌铝锆催化剂。

一般地，所述沉淀法为将含有铜、锌、铝的硝酸盐混合溶液与碱性沉淀剂混合、老化1h，得到初级铜锌铝沉淀物；或，将含有铜、锌的硝酸盐混合溶液与碱性沉淀剂混合、老化1h，得到初级铜锌沉淀物，然后将硝酸铝溶液与碱性沉淀剂混合得到初级铝胶，将得到的铜锌沉淀物和铝胶混合得到铜锌铝初级沉淀物；

上述混合过程温度均为50~80℃、终点pH值均为7~8，得到的铜锌铝初级沉淀物均要进行同温度下老化，然后进行水洗，除去沉淀剂阳离子，得到铜锌铝沉淀物。

所述碱性沉淀剂为Na₂CO₃、NaHCO₃、NaOH、K₂CO₃、KHCO₃、KOH、(NH₄)₂CO₃、NH₄HCO₃和NH₄OH中的一种水溶液。

所述的α型氢氧化锆的制备方法为，将硝酸锆水溶液与氨水混合，终点pH值为6~8，得到α型氢氧化锆。混合过程控制溶液温度为0~5℃。

所述铜、锌、铝、锆硝酸盐，或，α型氢氧化锆的用量使得催化剂中Cu/Zn/Al/Zr物质的量的比为1：（0.3~2）：（0.1~3）：（0.05~1）。