[发明专利]一种用于催化改质煤焦油的多级孔碳基催化剂的制备方法

权利要求书

1.一种用于催化改质煤焦油的多级孔碳基催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，制备多级孔结构的半焦：采用浸渍法将含钙矿物质负载于脱矿物质的低变质程度煤中，得到负载含钙矿物质的煤样，在水蒸气气氛下活化后，得到活化后的半焦，活化后的半焦通过酸洗去除含钙矿物质，得到具有多级孔结构的半焦，具体步骤如下：

a. 将低变质程度煤破碎，研磨，筛分，选取粒径小于0.178mm的煤样；

b. 对煤样进行酸洗脱矿物质处理：将煤样与盐酸按照质量体积比为1g:10mL的比例混合，在25℃下搅拌12h，搅拌结束后，过滤洗涤干燥，得到盐酸浸洗的煤样，将盐酸浸洗后的煤样与氢氟酸混合，在25℃下搅拌12h，过滤洗涤干燥后，得到脱矿物质的煤样，其中，氢氟酸的加入量与盐酸的体积比为1:1；

c. 将脱矿物质的煤样与含钙矿物质混合，加入去离子水浸没，在25℃下搅拌12h后，将所得混合物在70℃下干燥，得到负载含钙矿物质的煤样；

d. 将负载含钙矿物质的煤样置于固定床反应器中，在600mL/min氮气吹扫下，以10℃/min的升温速率升温至设定温度，恒温60min后，通入0.24g/min的水蒸气进行活化，活化结束后，停止通入水蒸气，在氮气吹扫下降温至25℃，得到活化后的半焦；

e. 将活化后的半焦通过酸洗去除含钙矿物质，得到具有多级孔结构的半焦；所述多级孔结构包括微孔结构和介孔结构；

第二步，制备多级孔碳基催化剂：采用浸渍法将镍或钼负载于具有多级孔结构的半焦中，煅烧后，得到多级孔碳基催化剂，具体步骤如下：

将含镍或钼的盐与具有多级孔结构的半焦按比例混合于烧杯中，加入去离子水浸没，25℃下搅拌12h得到混合物，将混合物70℃下干燥后移至管式炉中煅烧，煅烧结束后，得到多级孔碳基催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种用于催化改质煤焦油的多级孔碳基催化剂的制备方法，其特征在于：所述低变质程度煤为褐煤或长焰煤。

3.根据权利要求1所述的一种用于催化改质煤焦油的多级孔碳基催化剂的制备方法，其特征在于：所述含钙矿物质包括碳酸钙、氢氧化钙、醋酸钙或硝酸钙中的任意一种或几种，含钙矿物质中钙的质量占脱矿物质的煤样的质量的0.2~2%。

4.根据权利要求1所述的一种用于催化改质煤焦油的多级孔碳基催化剂的制备方法，其特征在于：所述负载含钙矿物质的煤样的活化温度为700~900℃，活化时间为40~180min。

5.根据权利要求1所述的一种用于催化改质煤焦油的多级孔碳基催化剂的制备方法，其特征在于：所述第一步e中所述酸洗的条件为浓度为0.05~0.5mol/L的盐酸，在60℃条件下，搅拌2~4h。

6.根据权利要求1所述的一种用于催化改质煤焦油的多级孔碳基催化剂的制备方法，其特征在于：负载的镍或钼的质量为具有多级孔结构的半焦的质量的3~10%。

7.根据权利要求1所述的一种用于催化改质煤焦油的多级孔碳基催化剂的制备方法，其特征在于：所述煅烧使用的气氛为氮气、氩气或氦气，煅烧温度为600℃，煅烧时间为2~4h。