[发明专利]一种负载型多级孔固体酸双功能催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明提出了一种负载型多级孔固体酸双功能催化剂的制备方法，包括NaY沸石分子筛经梯度离子交换得到HY沸石分子筛；HY沸石分子筛经高温蒸汽脱铝获得超稳Y沸石分子筛；超稳Y沸石分子筛经NHsubgt;4/subgt;F和碱处理得到多级孔沸石分子筛；利用改性沉积‑沉淀法将过渡金属分散在多级孔沸石分子筛的表面和孔道织构上，经空气预氧化和Hsubgt;2/subgt;气氛还原，获得负载型多级孔固体酸双功能催化剂。还提出了一种负载型多级孔固体酸双功能催化剂及其应用，应用于低阶煤可溶物的高效加氢转化，其中低阶煤可溶物中的芳烃、含氧化合物和含氮化合物被全部转化为链烷烃、环烷烃和脱氢芳烃，其中加氢转化后族组分中链烷烃和环烷烃的总量为76.8wt％。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，特别涉及一种负载型多级孔固体酸双功能催化剂的制备方法及应用。

背景技术

随着人口的增长和经济社会的快速发展，清洁能源的需求量日益紧迫，特别是中国处于快速发展的当下，资源整体储量不足，人均资源占有量更是严重不足，随着逐年攀升的石油对外依存度，给能源的战略安全带来了巨大的挑战。通过对低阶煤(主要是次烟煤和褐煤)高值高效转化，获取高品质的清洁能源和高值有机精细化学品，是一种重要的工艺路径。

基于上述能源现状和市场需求的实际，发展温和条件下煤中大分子有机化合物的催化加氢转化，选择性断裂C-X(X代表O、NH和S)桥键并脱除杂原子，同时高效氢化芳环是低阶煤清洁高效转化的技术关键。基于此，开发具有多级孔固体酸催化功能的双功能催化剂是在温和条件下实现低阶煤清洁高效转化的关键技术。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种负载型多级孔固体酸双功能催化剂的制备方法及应用。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种负载型多级孔固体酸双功能催化剂的制备方法，包括：

NaY沸石分子筛经梯度离子交换得到HY沸石分子筛；

HY沸石分子筛经高温蒸汽脱铝获得超稳Y沸石分子筛；

超稳Y沸石分子筛经NH₄F和碱处理得到多级孔沸石分子筛；

利用改性沉积-沉淀法将过渡金属分散在多级孔沸石分子筛的表面和孔道织构上，经空气预氧化和H₂气氛还原，获得负载型多级孔固体酸双功能催化剂。

可选地，具体包括以下步骤：

a、制备HY沸石分子筛

a1、将NaY沸石分子筛加入到0.5mol/L的NH₄NO₃溶液中，在40℃条件下进行三次离子交换后，离心沉淀获得固体沉淀物；

a2、将步骤a1制得的固体沉淀物在100℃条件下干燥6h，将干燥后的固体粉末置于空气气氛的马弗炉中焙烧，制得具有固体酸酸性的HY沸石分子筛；

b、制备超稳Y沸石分子筛

b1、将步骤a制得的HY沸石分子筛置于气氛管式炉，在He气氛环境下适量通入水蒸气，控制升温速率2-3℃/min，升温至600-700℃，维持3-5h，HY沸石分子筛经骨架脱铝、硅迁移方式制得超稳Y沸石分子筛；

c、制备多级孔沸石分子筛

c1、取步骤b制得的超稳Y沸石分子筛，置于0.65mol/L的NH₄F溶液中，在90℃的条件下恒定转速搅拌，后将悬浮液离心得到沉淀物；

c2、将步骤c1制得的沉淀物在100℃条件下干燥10h，将干燥的固体沉淀物置于通水蒸气的He气氛管式炉焙烧，得固体粉末；