[发明专利]一种可替代铱催化剂的复合催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种可替代铱催化剂的复合催化剂的制备方法，其特征在于：所述复合催化剂包括活性金属钌和莫来石纤维、粘合材料、锂辉石、滑石；

其中，锂辉石、滑石、活性金属钌、莫来石纤维含量分别依次为莫来石纤维和粘合材料总重量的0.5%~5%，1%~5%，25%~40%、50%~80%；

所述粘合材料选自高岭土、粘土、硅溶胶和拟薄水铝石中的一种或多种；

所述复合催化剂制备方法，包含以下步骤：

步骤1、固态成型粉体球磨混合

按原料含量比例称取莫来石纤维、粘合材料、锂辉石和滑石四种固态粉体球磨混合：

步骤2、含活性金属的液态成型剂配制

按比例将活性金属钌的钌可溶性盐溶于胶溶剂溶液中，形成混合溶液；向混合溶液中加入适量的表面活性剂后和造孔剂；

步骤3、坯料制备、捏合、混练和陈腐

把步骤1得到的固态成型粉体和步骤2配制的含活性金属的液态成型剂混合后，捏合成可塑性泥团，在保温保湿条件下陈腐；

步骤4、将陈腐后的可塑性泥团成型、干燥、造粒和预焙烧；

步骤5、水热扩孔、晶化

将预焙烧后的成型复合催化剂放置在水热反应釜内水热晶化反应；

步骤6、高温还原

高温还原在氢气气氛下进行。

2.如权利要求1所述复合催化剂制备方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤1、固态成型粉体球磨混合

按原料含量比例称取莫来石纤维、粘合材料、锂辉石和滑石四种固态粉体球磨：以莫来石纤维和粘合材料总质量计为100%，其中莫来石纤维质量百分比为50%~80%，其余为粘合材料；锂辉石质量百分比为0.5%~5%，滑石质量百分比1%~5%；

将四种粉体装入球磨机中，通过球磨使其分散、粉碎和充分混合；在球磨过程中取样检测混合粉体的粒度分布，当混合粉体的粒度D₅₀达到15~35μm时，结束球磨，混合粉体的粒度分布通过激光粒度法检测；

步骤2、含活性金属的液态成型剂配制

首先用去离子水配置浓度为1~1.5mol/L的胶溶剂溶液，所述胶溶剂选自磷酸、硝酸、乙酸、甲酸、柠檬酸中的一种或多种；然后将活性金属钌质量百分比为25%~40%的钌可溶性盐溶于胶溶剂溶液中，形成混合溶液；向混合溶液中加入适量的表面活性剂后，将造孔剂溶于该混合溶液中，形成含活性金属的液态成型剂，其中钌可溶性盐为三氯化钌；

步骤3、坯料制备、捏合、混练和陈腐

把步骤1得到的固态成型粉体和步骤2配制的含活性金属的液态成型剂混合后，在捏合机中捏合成可塑性泥团，然后在真空练泥机中反复混练3~5遍，在保温保湿条件下陈腐6小时以上；

步骤4、成型、干燥、造粒和预焙烧

将陈腐后的可塑性泥团在成型机中成型，调节进料速度，控制成型压力大于10MPa，成型后的初坯在保温保湿条件下缓慢干燥，干燥后的初坯经切割机早立后进行预焙烧，焙烧气氛为惰性气氛，焙烧温度为550~850℃；

步骤5、水热扩孔、晶化

将预焙烧后的成型复合催化剂放置在水热反应釜内，加去离子水没过载体并用氨水或乙酸调节pH为6~9，在密闭条件下加热到180℃，在该温度下静置3~7天，用水急冷降温后取出；

步骤6、高温还原

高温还原在氢气气氛下进行，氢气浓度为10%~100%，升温速率为3~4℃，恒温温度为550~850℃，恒温1~6小时。

3.如权利要求1所述的一种可替代铱催化剂的复合催化剂制备方法，其特征在于，步骤1中所用的莫来石纤维为市售多晶莫来石纤维，纤维平均直径1~5μm，纤维长度小于50μm。

4.如权利要求1所述一种可替代铱催化剂的复合催化剂制备方法，其特征在于，步骤2中所用的表面活性剂为磺酸盐型、硫酸酯型、长链铵盐型、聚氧乙烯醚型、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种。

5.如权利要求1所述一种可替代铱催化剂的复合催化剂制备方法，其特征在于，步骤2中所述造孔剂为聚乙烯、聚乙二醇、聚环氧乙烷、纤维素甲醚、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、尿素、硫脲、纤维素、淀粉、田菁粉中的一种或两种以上。