[发明专利]一种非贵金属乙炔选择性加氢催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种非贵金属乙炔选择性加氢催化剂的制备方法，其特征在于：该催化剂是由双金属碳化物活性组份负载在纳米碳材料载体上形成，所述双金属碳化物为Ni₃ZnC_0.7；所述非贵金属乙炔选择性加氢催化剂的制备方法为：首先通过浸渍法将镍盐和锌盐负载到纳米碳材料上，然后采用氢气进行还原处理得到Ni₃Zn催化剂；再利用乙炔气体驱动，获得负载型催化剂Ni₃ZnC_0.7，即为所述非贵金属乙炔选择性加氢催化剂；该方法包括如下步骤：

(1)纳米碳材料的氧化处理：将纳米碳材料置于浓硝酸中，在100～140℃回流2～10小时，过滤并洗涤至中性；

(2)将镍盐和锌盐溶解于适量溶剂中，然后加入经步骤(1)氧化处理后的纳米碳材料，超声搅拌1～3小时保证均匀分散，再通过旋转蒸发仪去除溶剂后，获得负载镍盐和锌盐的纳米碳材料；

(3)将步骤(2)所得负载镍盐和锌盐的纳米碳材料放于烘箱中进行干燥处理，干燥温度50～200℃，干燥时间1～24小时；

(4)将经步骤(3)处理后的负载镍盐和锌盐的纳米碳材料先在氢气与惰性气体的混合气氛中进行还原处理，得到Ni₃Zn催化剂；然后在乙炔和惰性气体的混合气氛中处理，乙炔驱动Ni₃ZnC_0.7催化剂的生成；降至室温后即获得Ni₃ZnC_0.7负载型催化剂。

2.根据权利要求1所述的非贵金属乙炔选择性加氢催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，纳米碳材料进行氧化处理前，先用浓盐酸在室温洗涤24小时以上，以去除残留金属。

3.根据权利要求1所述的非贵金属乙炔选择性加氢催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述纳米碳材料为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、纳米碳纤维、纳米金刚石、活性炭、石墨或石墨烯。

4.根据权利要求1所述的非贵金属乙炔选择性加氢催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述镍盐选自乙酸镍、氯化镍、硝酸镍、碳酸镍、硫酸镍和乙酰丙酮镍中的一种或几种；所述锌盐为氯化锌、乙酸锌、硝酸锌、硫酸锌、碳酸锌和乙酰丙酮锌中的一种或几种；所述溶剂为水、乙醇或甲醇。

5.根据权利要求1所述的非贵金属乙炔选择性加氢催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述镍盐与锌盐的投料重量比为1：10～10：1；镍盐与纳米碳材料的比例由所需要的负载量确定。

6.根据权利要求1所述的非贵金属乙炔选择性加氢催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，采用氢气与惰性气体的混合气氛处理时，混合气流量100mL/min，混合气氛中氢气体积比例为0.1～99.9％，处理温度为300～700℃，处理时间1～24小时；采用乙炔与惰性气体的混合气氛处理时，混合气流量20mL/min，混合气氛中乙炔体积比例为0.1～99.9％，处理温度50-400℃，处理时间1-24小时。

7.一种利用权利要求1所述方法制备的非贵金属乙炔选择性加氢催化剂的应用，其特征在于：该催化剂应用于乙炔选择性加氢制备乙烯的反应，应用条件为：乙炔加氢反应气体组分：1.5～6.0vol.％H₂、20vol.％C₂H₄、0.5vol.％C₂H₂、氦气作为平衡气，气体流速为20～80ml/min，反应温度为50～200℃。