[发明专利]一种多功能复合催化剂及其制备方法和应用

说明书

一种多功能复合催化剂及其制备方法和应用，多功能复合催化剂由含钼复合金属氧化物、金属元素修饰的多级孔沸石分子筛组成。在钼盐中加入水，搅拌，配成溶液A；在溶液A中加入含A元素的盐类，继续搅拌，得溶液B；在溶液B中加入硬模板剂，继续搅拌，得溶液C；于40～90℃下继续搅拌溶液C，得固液混合物；将含IIA族元素、IIIA族元素、IIB族元素、IIIB族元素、IVB族元素、VIIB族元素等中至少一种盐类加入水中配成溶液D，继续搅拌溶液D，得固液混合物干燥；将AO_x‑MoO₃和经金属修饰的分子筛混合研磨压片成型，所得样品即为多功能复合催化剂。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，尤其是涉及一种多功能复合催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

异构烷烃特别是含C₅-C₁₂组成的异构烷烃，是高辛烷值汽油的重要组成。另一方面，芳烃作为最重要的大宗化学品之一，有着很广泛的应用。随着社会经济的飞速发展，对异构烷烃和芳烃的需求量与日俱增。在传统工业过程，异构烷烃和芳烃主要通过石脑油的催化重整和石油的热裂解得到。然而由于石油资源储量有限，急需发展非油基碳资源转化制取异构烷烃和芳烃，以满足日益严重的供需矛盾。

近年来利用从碳资源中得到的合成气，即CO和H₂转化制芳烃的研究取得了很大的进展，特别是在高性能催化剂的设计与研制方面。主要报道有：ZnCrO_x与H-ZSM-5的复合物催化剂(Chem.Commum.,2017,53,81)，其在350℃，4MPa，1500h^-1的空速下，CO转化率有16％，芳烃选择性可以达到74％；Na-Zn-Fe₅C₂与H-ZSM-5的复合催化剂(Chem,2017,3,323)，其在340℃，2MPa，10000h^-1的空速下，CO转化率有85％以上，芳烃选择性可以达到51％；Zn-ZrO₂与H-ZSM-5的复合催化剂(Chem,2017,3,334)，其在400℃，3MPa，500h^-1的空速下，CO转化率为20％，芳烃选择性可以达到80％，寿命长达1000h等。这些催化剂都是通过CO加氢得到芳烃，然而存在芳烃选择性比较低或催化剂稳定性较差等问题。

此外，从合成气直接制异构烷烃也备受关注。主要报道有：Ru与meso-ZSM-5的复合物催化剂(Angew.Chem.Int.Ed.,2011,50,5200)，其在260℃，2MPa，2400h^-1的空速下，CO转化率29％，C₅-C₁₁的异构烷烃选择性可以达到79％；Ru与meso-Beta的复合物催化剂(ACS.Catal.,2012,2,441)，其在260℃，2MPa，2400h^-1的空速下，C₅-C₁₁的异构烷烃选择性可以达到77％。另一方面，CO₂作为一种温室气体，通过CO₂加氢制芳烃、异构烷烃等燃料和化学品，可以减少或维持大气中的CO₂浓度，缓解温室效应，具有很大的发展前景。但是，目前利用CO₂加氢制芳烃这方面的研究报道还非常少。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种具有高活性和高异构烷烃/芳烃选择性的多功能复合催化剂。

本发明的第二目的在于提供一种多功能复合催化剂的制备方法。

本发明的第三目的在于提供一种具有高活性和高异构烷烃/芳烃选择性的多功能复合催化剂的应用。

所述多功能复合催化剂由含钼复合金属氧化物、金属元素修饰的多级孔沸石分子筛组成，以催化剂总质量计，含钼复合金属氧化物的百分含量为20％～60％，余量为金属元素修饰的多级孔沸石分子筛。