[发明专利]负载型纳米Pt催化剂及其制备方法

说明书

本发明属于化工技术领域，公开一种负载型纳米Pt催化剂及其制备方法：以氧化铝为载体，以金属Pt为活性组分，所述活性组分金属Pt以包裹有CeO₂的Pt@CeO₂核壳结构形式存在，所述载体在催化剂中的质量含量为91％‑99.5％，所述活性组分金属Pt在催化剂中的质量含量为0.01％‑4.0％，制备含有Pt@CeO₂纳米核壳结构的纳米溶胶，以含有Pt@CeO₂纳米核壳结构的纳米溶胶作为浸渍液浸渍氧化铝载体；本发明催化剂载体具有较大的比表面积，所制得的催化剂活性与稳定性都显著提高，本发明利用独特的Pt@CeO₂纳米核壳结构能有效阻止Pt纳米活性组分的聚集，显著提高催化剂的活性、稳定性、抗积炭性能。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，本发明涉及一种负载型纳米Pt催化剂及其制备方法，更进一步讲，涉及一种以活性组分金属Pt以包裹有CeO2的Pt@CeO2核壳结构负载在载体上的纳米Pt催化剂及其制备方法。

背景技术

丙烯是一种仅次于乙烯的重要基本有机化工原料，可用于合成聚丙烯、丙烯酸、丙烯醛和环氧丙烷等材料，还可用于生产塑料、有机玻璃和环氧树脂等产品。丙烯的主要来源分3种：石脑油蒸汽裂解、炼厂FCC副产和丙烷脱氢。前两种方法能耗高且须消耗不可再生石油资源。丙烷脱氢制丙烯可以利用较为丰富的丙烷资源，发展潜力巨大。

在丙烷脱氢制丙烯工艺中，脱氢催化剂性能的优劣直接影响丙烯收率及生产成本。催化剂性能主要体现在活性、选择性、稳定性等方面。

CN201510346158.9公开了一种以介孔分子筛为载体的丙烷脱氢催化剂。该催化剂活性组分为VIII族金属，如Pt，助剂包括IIB族金属以及碱土和/或稀土金属。该催化剂用于丙烷脱氢时，具有良好的转化率、选择性及稳定性。

CN201510696918.9公开了一种以多壁碳纳米管为载体丙烷脱氢催化剂，活性组分Pt，助剂P。当应用于丙烷脱氢反应时，具有较高的反应稳定性和丙烯选择性。

CN201510868382.4公开了一种以成型氧化铝为载体的丙烷脱氢催化剂。活性组分为Pt族金属，助剂为IV族-III族双金属。该催化剂用于丙烷脱氢，催化剂选择性稳定性较好。

尽管如此，因上述催化剂制备方法均为传统浸渍法，该法制得的催化剂活性组分分散不均匀，且高温下容易发生Pt聚集。因此会对催化剂性能产生不利影响。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，本发明的目的是为克服传统浸渍法制备的负载Pt催化剂，活性组分分散不均匀，且高温下容易发生Pt积聚，严重影响催化剂活性及稳定性的问题，提供一种新的活性、选择性及稳定性均得到改善的负载型纳米Pt催化剂及其制备方法，且在丙烷脱氢制丙烯工艺中的应用。

一种负载型纳米Pt催化剂，以氧化铝为载体，以金属Pt为活性组分，所述活性组分金属Pt以包裹有CeO₂的Pt@CeO₂核壳结构形式存在，所述载体在催化剂中的质量含量为91％-99.5％，所述活性组分金属Pt在催化剂中的质量含量为0.01％-4.0％，所述CeO₂在催化剂中质量含量为0.1％-5％。

本发明还提供一种所述的负载型纳米Pt催化剂的制备方法，包括：制备含有Pt@CeO₂纳米核壳结构的纳米溶胶，以含有Pt@CeO₂纳米核壳结构的纳米溶胶作为浸渍液浸渍氧化铝载体。

进一步地，还包括以下步骤：经过浸渍后的氧化铝载体再经过干燥、焙烧、还原得到所述负载型纳米Pt催化剂。

进一步地，制备含有Pt@CeO₂纳米核壳结构的纳米溶胶包括：

e、向所需量的含Ce化合物中加入去离子水溶解，制得含Ce溶液；