[发明专利]一种磁性加氢脱氧催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种磁性加氢脱氧催化剂及其制备方法和应用。该催化剂由Co与MoS₂组成，其中Co/Mo摩尔比为0.05~1，制备方法如下：先将MoS₂分散在醇溶液中，然后采用溶剂热法制备出Co₃O₄并沉积覆盖在MoS₂表面，经分离、洗涤、干燥得到的黑色颗粒在氢气环境中120~350℃还原处理，得到Co‑MoS₂催化剂，本发明的制备方法简单、绿色环保，所制备的催化剂具有磁性，且对酚类化合物具有优良的加氢脱氧催化活性，在液相反应中利用磁铁即可分离回收催化剂，回收率达到99%以上。

技术领域

本发明属于催化剂研制领域，具体涉及一种磁性加氢脱氧催化剂及其制备方法和应用，具体用于酚类含氧化合物的催化加氢脱氧反应中。

背景技术

由于化石能源的日益枯竭及其利用带来的环境污染等问题，生物质油，一种来源于生物质热裂解的液态油，被认为是一种绿色、环保、且最具潜力的石油替代能源，其开发备受国际广泛关注。然而，木质素生物油中含有大量酚类等含氧化合物，导致燃烧热值低、互溶性差、粘度大、有腐蚀性等不足。通过催化加氢脱氧、精制，可选择性去除氧来提高油品品质。因为酚类化合物中的氧与苯环直接相连，断裂酚羟基中的碳-氧键所需要的活化能很高，导致酚类直接脱氧的反应温度高，但能提高产物中芳烃的选择性，降低氢气消耗量。若想降低该反应温度，关键在于制备高活性加氢脱氧催化剂。

硫化物催化剂是一种活性好、成本低的高效催化剂，被广泛应用于催化生物油中含氧化合物的加氢脱氧反应，但不同的制备方法获得的催化剂的催化活性相差很大。文献1[Chem. Eng. Sci. 2012, 79: 1]中报道了采用一步水热法制备Co-Mo-S催化剂的方法，所得催化剂具有较好的加氢脱氧活性，且产物中芳烃选择性较高；专利CN103920506A公开了一种采用两步水热法制备Co-S/MoS₂的方法，其加氢脱氧催化活性明显高于一步法制备的催化剂，且具有优良的直接脱氧活性。然而这些催化剂若用于液相加氢脱氧反应中，则存在分离困难的问题，若能制备出具有磁性的加氢脱氧催化剂，在催化反应结束后，利用磁场将容易分离其中的催化剂，有利于催化剂的回收利用。

大多数文献主要是采用以四氧化三铁为核制备出具有磁性的催化剂，如文献2[J.Catal., 2011, 282: 155]报道了一种Fe₃O₄@MoS₂磁性催化剂的制备方法。根据专利CN103920506A的方法，由于钴硫化物的水热制备需要强酸性环境，采用一步水热法加入钴硫化物或者两步水热法覆盖钴硫化物时难以实现。因此，本发明以MoS₂为基底，采用溶剂热法将Co₃O₄分散沉积在MoS₂表面，再经氢气-液相还原得到具有磁性的Co-MoS₂，为酚类化合物的催化加氢脱氧精制提供一种高效、环境友好的催化剂及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁性加氢脱氧催化剂的制备方法及其应用，该催化剂具有制备方法简单、加氢脱氧活性高、磁性、易从液相中分离等优点。

本发明的技术方案为：

一种磁性加氢脱氧催化剂，由Co与MoS₂组成，其中Co/Mo摩尔比为0.05~1，且催化剂的磁性有利于液相反应中回收重复使用。

上述的磁性加氢脱氧催化剂的制备方法，包括如下步骤：

① 先将MoS₂分散于醇溶液中，按Co/Mo摩尔比为0.05~1加入钴盐水溶液，超声震荡分散后，移至水热反应釜中密闭反应，经离心、洗涤、真空干燥得到黑色粉末；

② 将上述黑色粉末和溶剂加入高压反应釜中，在氢气环境下还原处理后，即得到磁性加氢脱氧催化剂。