[发明专利]一种新型合成气制甲醇催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种新型合成气制甲醇催化剂的制备方法，聚乙烯吡咯烷酮、DMF、CH₂Cl₂、乙醇镁、乙酰丙酮、氢氧化钠、无水碳酸钠和MOF‑199纳米材料为主要原料，采用电纺联合溶胶凝胶工艺和随后略有改进的焙烧制备方法制备改性金属催化剂MgO/ MOF‑199及其复合材料，本发明通过电纺联合溶胶凝胶工艺和随后略有改进的焙烧制备方法制备改性金属催化剂MgO/ MOF‑199，该催化剂能在低温条件下催化甲醇合成,具有较高的活性和稳定性。

技术领域

本发明涉及一种新型合成气制甲醇催化剂及其制备方法,属于催化剂技术领域。

背景技术

以合成气为原料,通过液相或者气相的催化反应过程生产甲醇,是目前工业上采用的一种主要方法。在这一过程中一般使用铜基催化剂,其中铜被认为是主要的活性组分。但是,单独铜的活性很差,引入其他组分能够较大程度上提高催化剂活性和稳定性。铜基催化剂最常用的制备方法是沉淀法和浸渍法,以及一些在此基础上改进的方法。沉淀法制备的催化剂往往粒径较大、分散性不高,反应物用量过大而浸渍法虽然能得到活性组分位于载体表面的催化剂,但是往往担载量低,活性组分的分散性难以控制。另一方面,前驱体的结构往往决定了最终得到的催化剂的结构和活性,但这些前驱体的形成却对制备条件非常敏感,已有的制备方法难以精确控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型合成气制甲醇催化剂的制备方法，该催化剂能在低温条件下催化甲醇合成,具有较高的活性和稳定性。

一种新型合成气制甲醇催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、将50g聚乙烯吡咯烷酮PVP颗粒粉末在持续强力搅拌的条件下溶解在450ml 3:1的试剂纯级DMF/CH₂Cl₂中,得到重量百分比为12%的PVP溶液；

步骤2、将10g乙醇镁混合于12%的PVP溶液中,然后添加0.5ml乙酰丙酮以稳定醇盐，所得混合物持续搅拌，通过输液泵将纺丝溶液的流速控制在50μL /h，外加电压20Kv，然后将电纺后的产物置于马弗炉中550℃焙烧3h，得到改性氧化镁粉末；

步骤3、取35g上述改性氧化镁粉末加入含有氢氧化钠0.5mol和无水碳酸钠0.1mol的混合碱溶液里超声30min，上述混合溶液在室温剧烈搅拌下加入150g MOF-199纳米材料得到悬浮液；

步骤4、将0.2mol·L^-1的氢氧化钠溶液加入到上述悬浮液里调节溶液的PH=10.5，然后在60℃晶化6小时后溶液冷却至室温,用去离子水洗涤三次离心,60℃下干燥24h，得到改性金属催化剂MgO/ MOF-199。

所述的MOF-199纳米材料制备方法如下：

步骤1、称取 250 mg 的 1, 3, 5-均苯甲酸加入到 40 m L的N，N-二甲基甲酰胺与乙醇的混和溶液中（体积比为 3∶1），同时将430mg乙酸铜C₄H₆CuO₄·H₂O溶解在20ml水中，得到混合液；

步骤2、将上述混合液搅拌均匀后加入0.25ml 三乙醇胺，将混合溶液搅拌3h后，将产物过滤，分别用去离子水和 DMF 洗涤5次，烘干，得到金属有机骨架材料MOF-199。