[发明专利]一种无溶剂高活性负载型金属镍催化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明公开一种无溶剂高活性负载型金属镍催化剂的制备方法及其应用，属于化工技术领域。该无溶剂催化剂制备方法是：先将镍盐与分散剂按一定质量比混合，室温研磨至充分混匀，再加入一定质量比的催化剂载体并室温继续研磨至充分混匀后，在一定温度下对样品进行干燥处理，干燥处理后的样品经高温还原制得高活性负载型金属镍催化剂。本发明的无溶剂催化剂制备方法，无需使用任何溶剂，所制催化剂的芳烃加氢活性相比传统浸渍法提高了1倍以上，具有制备工艺简单、成本低廉和节能环保的优点，很适合于工业化生产。

技术领域：

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种无溶剂高活性负载型金属镍催化剂的制备方法及其在芳烃化合物催化加氢方面的应用。

背景技术：

负载型镍催化剂广泛地用于加氢、甲烷化、重整以及加氢裂解等许多重要的工业反应。人们对其已进行了大量的研究，其中制备方法是影响催化剂催化性能的重要因素之一。目前文献中关于负载型镍基催化剂的制备方法主要有浸渍法、离子交换法以及沉积-沉淀法等，其中浸渍法由于技术简单且能担载高负载量的镍而在工业上得到广泛应用，但浸渍法制备催化剂时，需将活性组分前驱物(通常为活性组分金属盐)溶于溶剂(常为水、乙醇等)形成金属盐溶液浸渍载体，使活性组分能均匀的担载到载体表面尤其是载体的孔道内，溶剂的使用不仅增加了催化剂的制备成本，且溶剂的脱除过程费时耗能，所形成的废液还会对环境造成污染，因此，开发一种无溶剂的催化剂制备方法具有重要的理论意义和实际应用价值。传统的机械研磨方法是无溶剂催化剂制备的最简单有效的方法，但该方法最大缺陷在于活性组分不能在载体表面担载均一，尤其对于多孔载体，活性组分无法进入载体的孔道内，使得催化剂活性组分位于载体孔道外表面，载体孔道结构未发挥作用，因而，无溶剂催化剂制备的关键在于活性组分的分散均一性，特别是如何使得活性组分进入到载体孔道内。本发明在不使用溶剂条件下制得了高活性负载型金属镍催化剂，该制备方法操作过程简单高效，尤其是制备过程无需使用任何溶剂，节能环保，非常适合于工业化生产。

发明内容：

本发明的目的是提供一种无溶剂高活性负载型金属镍催化剂的制备方法，本发明的另一目的是提供上述催化剂在芳烃化合物加氢反应中的应用。

本发明提供的一种无溶剂高活性负载型金属镍催化剂的制备方法，其步骤如下：

(A)将镍盐与分散剂，按质量比5～40:1混合，室温研磨0.5～2小时后得到充分混匀的固体1；

(B)将步骤A得到的充分混匀固体1与催化剂载体，按照质量比为0.1～0.3:1混合，室温研磨0.5～2h后得到充分混匀的固体2；

(C)将步骤B得到的充分混匀固体2在60～110℃下干燥0.5～4小时后得到负载型金属镍催化剂前体；

(D)将步骤C得到负载型金属镍催化剂前体通氢气于450～550℃还原3～6小时，在氢气氛围下冷却至室温，通入O2/N2体积比为0.5～1.0％的混合气钝化2～4小时，得到能够直接在空气中保存的负载型金属镍催化剂。

所述镍盐为硝酸镍、氯化镍、硫酸镍、乙酸镍和甲酸镍中的任一种，优选硝酸镍。

所述分散剂为柠檬酸和乙二胺四乙酸二钠(EDTA钠盐)中的任一种，优选柠檬酸。

所述催化剂载体为介孔分子筛MCM-41、SBA-15、沸石分子筛HZSM-5、Y分子筛和γ-Al2O3中的任一种，优选SBA-15。