[发明专利]一种水滑石基复合催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于催化剂技术领域，具体提供了一种水滑石基复合催化剂及其制备方法和应用，本发明以具有片层状结构的水滑石为催化剂的基体，利用水滑石层间的金属阳离子与六钼酸根离子键合，使作为活性组分的六钼酸根离子均匀的负载在水滑石层间。本发明提供的水滑石基复合催化剂可用于萃取催化氧化脱硫反应，且应用时能在氧硫比降低至2～4:1的条件下，实现对油品中含硫物质的高效移除。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种水滑石基复合催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，汽车尾气的排放对环境污染、人类健康和社会发展影响日益严重，激发科学家们去探索更为有效的催化剂来减少燃油中硫化合物的含量。多金属氧酸盐团簇，简称多酸，是一种均相催化剂，因其高效的脱硫性能，而被广泛应用在脱硫领域，但是均相催化剂很难分离和再利用，使其在工业应用上受到了很大的限制；研究者们为了克服均相催化剂的上述缺点，将多酸负载在二氧化钛、二氧化硅、分子筛等固体材料上，提高了多酸分散的均匀性，形成了催化性较高的非均相催化剂。

目前所用非均相催化剂虽然具有较好的催化性能，但在实际的脱硫应用中，仍需要较多的氧化剂，氧硫比高达8:1，催化效果仍不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水滑石基复合催化剂，本发明提供的水滑石基复合催化剂能够提高脱硫工艺中氧化剂的利用率，减少氧化剂的用量。

为实现以上目的，本发明提供如下技术方案：

一种水滑石基复合催化剂，所述水滑石基复合催化剂的化学组成如式I所示：

[M²⁺_xM³⁺_y(OH)₂][Mo₆O₁₉]_z·nH₂O 式I；

其中x:y为2～3.5:1，z为(2x+3y-2)/2，n为0～2；所述M²⁺为二价金属阳离子，所述M³⁺为三价金属阳离子；

所述水滑石基复合催化剂的活性组分包括插层于水滑石基层间的六钼酸根离子；所述水滑石基复合催化剂的比表面积为75～80m²·g^-1。

优选的，所述水滑石基复合催化剂的孔容积为0.09～0.10cm³·g^-1，所述水滑石基复合催化剂的孔径为4.5～5nm。

本发明还提供了上述技术方案所述水滑石基复合催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将多价金属盐水溶液与有机碱混合，得到碱性混合液；所述多价金属盐水溶液中包括二价金属阳离子和三价金属阳离子，所述二价金属阳离子与三价金属阳离子的摩尔比为2～3.5:1；

所述碱性混合液的pH值为8～9；

(2)在保护气氛下，将所述步骤(1)得到的碱性混合液与六钼酸胺盐溶液混合，得到预反应液；所述预反应液中金属离子总和与六钼酸胺盐的摩尔比为4～7:1；

(3)在保护气氛下，将所述步骤(2)得到的预反应液进行水热反应，得到水滑石基复合催化剂；所述水热反应的温度为70～90℃，所述水热反应的时间为8～24h。

优选的，所述步骤(1)多价金属盐水溶液中，二价金属阳离子和三价金属阳离子的总摩尔浓度为0.3～0.5mol/L。

优选的，所述步骤(2)中六钼酸胺盐溶液的浓度为0.04～0.05g/mL。

优选的，所述步骤(2)中六钼酸胺盐的制备方法包括如下步骤：