[发明专利]铜-碳/二氧化硅/陶瓷整体式催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种铜-碳/二氧化硅/陶瓷整体式催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)在陶瓷载体上负载二氧化硅得到二氧化硅/陶瓷载体；

(2)将铜盐溶液和强碱溶液混合得到铜氢氧化物悬浊液；

(3)将均苯三甲酸溶液与所述铜氢氧化物悬浊液混合、超声，将超声后的混合液固液分离；

(4)将步骤(3)分离所得固体洗涤至中性后分散于水中，使用弱碱调节pH值为10～13，得到铜氨络合物溶液；

(5)将步骤(1)得到的所述二氧化硅/陶瓷载体浸入所述铜氨络合物溶液中，在加热加压条件下进行反应，且反应在高压反应釜中进行，反应温度为100～300℃，反应时间为1～24h，经过分离、洗涤至中性后得到固体复合物；

(6)将步骤(5)得到的所述固体复合物煅烧，然后在还原性气氛中还原活化，得到铜-碳/二氧化硅/陶瓷整体式催化剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)包括以下子步骤：

子步骤(1a)：将陶瓷载体在酸溶液中进行超声处理后干燥；

子步骤(1b)：将经超声处理的陶瓷载体煅烧后，将其浸入硅源溶液一段时间，用气体吹扫多余溶液并干燥；

子步骤(1c)：重复子步骤(1b)至二氧化硅在所述陶瓷载体上的负载量达到0.1mg～2mg/mm³后进行干燥、煅烧。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

子步骤(1a)中，所述陶瓷载体为堇青石陶瓷、氧化锆陶瓷和氧化铝陶瓷中的一种或两种以上的组合；所述酸溶液为硝酸和/或硫酸溶液，且浓度为5％～30％；超声温度为20～60℃，时间为0.5～5h；干燥温度为50～150℃，时间为5～24h；

子步骤(1b)中，煅烧温度为200～800℃，时间1～8h；硅源为硅溶胶和/或正硅酸酯；在所述硅源溶液中的浸泡时间为0.5～2h；吹扫气体为空气、氮气和氩气中的一种或两种以上组合；干燥温度为80～150℃，时间2～24h；

子步骤(1c)中，干燥温度为80～150℃，时间3～24h；煅烧温度为200～800℃，时间1～8h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述铜盐溶液通过将铜源溶解于水中制备得到，所述铜源为硝酸铜、硫酸铜、氯化铜和醋酸铜中的一种或两种以上的组合；所述强碱溶液通过将碱源溶解于水中制备得到，所述碱源为氢氧化钠和/或氢氧化钾。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述均苯三甲酸溶液通过将均苯三甲酸溶解于乙醇中制备得到；超声温度为20～60℃，超声时间为0.5～6h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，弱碱为氨水或碳酸铵。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，在所述铜氨络合物溶液中的浸泡时间为0.5～3h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，煅烧温度为200～800℃；煅烧时间为1～5h。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，所述还原性气氛为氢气与保护性气体的混合气体；

其中，所述保护性气体为氮气、氦气和氩气中的一种或两种的组合；所述混合气体中，氢气的体积分数为10～100％；

还原活化的温度为200～600℃；还原活化时间为1～6h。

10.一种如权利要求1～9任一项所述的制备方法制备得到的铜-碳/二氧化硅/陶瓷整体式催化剂，其特征在于，所述铜-碳/二氧化硅/陶瓷整体式催化剂中铜基相对于二氧化硅的负载量为0.5～40wt％，碳相对于二氧化硅的负载量为0.1～10％，余量为载体。