[发明专利]用于调控CO2

说明书

本发明公开了用于调控CO₂加氢目标产物为汽油的催化剂及其制备方法，所述催化剂包括金属氧化物、助催化剂和活性金属负载型分子筛；所述金属氧化物包含以下一种或者多种金属的氧化物：铁、锰、铁‑镍、铁‑铜、铁‑钼、钴‑铜；所述助催化剂包含以下一种或者多种：锰、钠、钾、硅、锆、铜、铝、锌；所述活性金属包含以下一种或者多种：铜、钼、锆、锌、镓；该催化剂在CO₂加氢费托反应过程中，产物为汽油的选择性≥80％。

技术领域

本发明涉及一种新型的催化剂及其制备方法，具体涉及到一种用于调控CO₂加氢目标产物为汽油的催化剂及其制备方法。

背景技术

二氧化碳加氢为碳氢化合物是使废气转化为能源和能量储存的前途途径之一，它也解决了由二氧化碳排放引起的环境和能源问题，同时缓解了目前能源短缺的现状。

目前可持续H₂的研究已经取得了明显的进展，使用太阳能，风能或其他可再生能源产生的电能来生产H₂，并且使用光催化、光电化学或其他光化学过程的水分解。已经建立了能量效率约为70％的水电解工业技术。

由于二氧化碳催化加氢产物形成不同链长度的烷烃、烯烃和芳烃，种类复杂，受Anderson-Schulz-Flory的分布控制，对于某些特定的产物难于到达高选择性，因此需要通过添加不同的助催化剂或者分子筛以打破ASF的分布是该工艺的核心。

传统的催化剂载体一般是Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、TiO₂、CeO₂和沸石。孔径、载体结构、表面化学和金属等有许多因素会影响金属催化剂的性能，例如相互作用，这些载体催化剂的活性和选择性对活性金属和氧化物载体之间的相互作用敏感，不利于二氧化碳加氢产物分布的调控。

二氧化碳加氢的活性金属有铁、钴、镍、锰；由于铁的RWGS活性和相对较高的C₂+烃选择性，铁基催化剂比钴、镍和钌基更受青睐；在铁基催化剂上的CO₂加氢已被广泛研究；相反，广泛用于FTS的钴、镍催化剂在二氧化碳加氢中表现不佳，主要产生甲烷，利用价值远低于铁基催化剂的产物。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种用于调控CO₂加氢目标产物为汽油的催化剂；该催化剂在CO₂加氢费托反应过程中，产物为汽油的选择性≥80％。

本发明中的术语“汽油”是指具有5～12个碳原子的烯烃、烷烃和芳烃的总和。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种用于调控CO₂加氢目标产物为汽油的催化剂的制备方法。

为解决上述第一个技术问题，发明采用如下的技术方案：

一种用于调控CO₂加氢目标产物为汽油的催化剂，包括金属氧化物、助催化剂和活性金属负载型分子筛；

所述金属氧化物包含以下一种或者多种金属的氧化物：铁、锰、铁-镍、铁-铜、铁-钼、钴-铜；

所述助催化剂包含以下一种或者多种：锰、钠、钾、硅、锆、铜、铝、锌。

所述活性金属包含以下一种或者多种：铜、钼、锆、锌、镓。

优选地，所述金属氧化物占催化剂总量的质量分数为10～80wt％。

优选地，所述助催化剂占催化剂总量的质量分数为0.1～20wt％；更优选地，质量分数为0.1％～10％。

优选地，负载在分子筛上的活性金属占催化剂总量的质量分数为0.5～20wt％。