[发明专利]一种多孔沸石类催化剂载体及其制备方法以及催化剂

说明书

本发明涉及一种多孔沸石类催化剂载体及其制备方法以及催化剂，由如下质量份数的原料制成：Al₂O₃粉末40～100份、SiO₂粉末8～20份、La(NO₃)₃ 5～10份、碳纤维10～20份、分散剂2～5份、以及玉米淀粉10～20份；La(NO₃)₃负载到Al₂O₃粉末、SiO₂粉末、玉米淀粉、分散剂和碳纤维烧结生产的多孔铝硅酸盐分子筛表面，形成La₂O₃改性的多孔铝硅酸盐分子筛。本发明具有以下有益效果：通过试验验证优化了多孔沸石类催化剂载体的组成和配比，采用粒度级配原理，在Al₂O₃粉末和SiO₂混合粉末制备铝硅酸盐分子筛的原料中加入玉米淀粉作为造孔剂，可以实现低温烧结；同时，碳纤维的加入极大地兼顾了制备得到的铝硅酸盐分子筛的强度和韧性，延长了铝硅酸盐分子筛的使用寿命。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，尤其涉及一种多孔沸石类催化剂载体及其制备方法以及催化剂。

背景技术

随着石油和其他化学资源的急剧衰减，能源危机是21世纪全球各个国家都必须面对的严峻问题之一。为了保证资源的可持续性高效利用，科学家们研究了很多途径，其中多相催化法即是遵从绿色化学，倡导可持续发展道路的一条途径。目前90％以上的化学合成工艺都是和多相催化作用休戚相关的。从1936年用酸洗过的天然粘土作为石油裂化催化剂开始，直到20世纪60年代，人们才发现使用以沸石为基础的石油裂化催化剂可以显著提高裂化效率。

以沸石为基础的催化剂称为分子筛催化剂。分子筛是一种结晶型的铝硅酸盐。其晶体结构中有规整而均匀的孔道，孔径为分子大小的数量级，它只允许直径比孔径小的分子进入，而将直径比孔径大的分子“统统拒之门外”，因此它能将混合物中的分子按大小加以筛分，故名分子筛。分子筛有天然沸石和人造沸石两种。天然沸石大部分由火山凝灰岩和凝灰质沉积岩在海相或湖相环境中形成，但它的资源毕竟有限，而且由于产地不同，天然沸石的组成和性质经常发生变化，难以成为理想的催化剂。因此，化学家就设法利用严格控制纯度、组成和性质的方法，仿照天然沸石的结构进行人工合成，这样合成出来的具有高效催化性能的物质称为合成沸石分子筛，它是一种结晶型的水合铝硅酸盐，是一种多孔物质，晶体中有均匀的孔结构。分子筛催化剂除了用于石油催化裂化之外，还用于加氢裂化、烷烃异构化、二甲苯异构化、乙苯合成以及甲醇合成汽油等。

近年来随着原油的重质化，其中的硫、氮等杂质含量不断增加，随着环境要求越来越高，对油品中硫、氮等杂质含量要求严格限制。通常采用加氢技术可以很好的脱硫脱氮。在中国专利申请CN101185886A中公开了一种SCR脱硝催化剂及其制备方法，将制备的Al₂O₃-SiO₂-TiO₂复合溶胶陈化后，再将堇青石蜂窝陶瓷浸渍在溶胶中，经干燥、焙烧后，再负载活性组分制得的脱硝催化剂。在中国专利申请CN103894185A中公开了一种以TiO₂-ZnO复合载体的SCR脱硝催化剂的制备方法，是将钛盐、锌盐、锰盐及铈盐分别加入到蒸馏水中，混合，用双氧水沉淀，沉淀物经离心、洗涤、干燥、焙烧后制得的催化剂，该催化剂低温活性较高，且成本较低。

研究人员通常通过添加煤粉、石墨、淀粉、尿素、羧甲基纤维素钠等造孔剂烧制而成的多孔陶瓷也可以作为催化剂载体使用，但是受到催化剂载体原料尺寸以及造孔剂颗粒尺寸和外形的影响，其制备所得多孔陶瓷的气孔多为闭气孔，孔径通常为5μm-1mm，同时气孔分布的均匀性也较差，限制了该类型催化剂载体的应用范围。现有的多孔陶瓷类催化剂载体同时还存在着制备难度较大、生产效率低下等技术问题。

发明内容