[发明专利]一种催化高碳氢比合成气制乙酸的催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种催化高碳氢比合成气制乙酸的催化剂，其特征在于：由独立的催化层A、隔绝层和催化层B组成；

所述催化层A由碳纳米管掺杂铜铈基固溶体氧化物与金属改性含八元环分子筛组成；

所述隔绝层为石英砂；

所述催化层B为金属改性含八元环分子筛；

所述碳纳米管掺杂铜铈基固溶体氧化物为CuO、CeO₂、MO_x、CNTs组成的复合物，标记为CuO-CeO₂-MO_x-CNTs，其中，M为金属Ti、Mg、Al、Cr、Zr或Zn中的至少一种；所述CNTs占所述碳纳米管掺杂铜铈基固溶体氧化物重量的5-15%；所述Cu、Ce、M的总重量按照100%计，各组分的含量如下：Cu 15-50%，Ce 10-30%、余量为M，x为满足金属元素M氧化态所需的氧原子数；

所述金属改性含八元环分子筛为金属改性的H-MOR分子筛或ZSM-35分子筛，且所述金属为Cu、Zn中的至少一种。

2.根据权利要求1所述催化高碳氢比合成气制乙酸的催化剂，其特征在于：所述催化层A中，碳纳米管掺杂铜铈基固溶体氧化物与金属改性含八元环分子筛的质量比为（1-6）：1；所述催化层A中的碳纳米管掺杂铜铈基固溶体氧化物与催化层B的质量比为1：（0.5-5）；所述催化层A中的碳纳米管掺杂铜铈基固溶体氧化物与隔绝层的比例为（1.5-2）g：（0.5-2）mL。

3.权利要求1或2所述催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）制备碳纳米管掺杂铜铈基固溶体氧化物：

（11）将碳纳米管加入水中超声混合，得到碳纳米管悬浊液；

（12）在60-90℃下，将金属Cu、Ce、M的盐溶液和沉淀剂溶液同时滴加至碳纳米管悬浊液中，通过控制沉淀剂溶液的滴加速度，控制体系的pH值至7.0-9.5；（13）继续在60-90℃下老化反应2h，然后经过洗涤、烘干、焙烧、压片成型、筛分，得到碳纳米管掺杂铜铈基固溶体氧化物；

（2）制备金属改性含八元环分子筛：

（21）按照1g：（10-50）mL的比例将H-MOR分子筛或ZSM-35分子筛加入金属盐溶液中，超声混合，在60-90℃下回流3h，过滤洗涤，烘干；

（22）将烘干后的分子筛重复步骤（21）1-3次，焙烧，压片，筛分；

（3）制备催化剂：

按照比例称取碳纳米管掺杂铜铈基固溶体氧化物、金属改性含八元环分子筛，混合，得到催化层A；称取石英砂，得到隔绝层；称取金属改性含八元环分子筛，得到催化层B。

4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于：步骤（12）中所述金属Cu、Ce、M的盐溶液为对应金属的硝酸盐或者氯化盐溶液，且金属Cu、Ce、M离子总浓度为0.1-1 mol/L。

5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于：步骤（12）中所述沉淀剂溶液为0.1-1mol/L的NaOH溶液、Na₂CO₃溶液或KOH溶液。

6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于：步骤（13）中所述烘干的条件为在90-150℃烘干5-15h，所述焙烧的条件为在300-500℃焙烧3-10h，所述筛分为过20-80目筛。

7.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于：步骤（21）中所述金属盐溶液为对应金属的硝酸盐或者氯化盐溶液，且所述金属离子总浓度为0.1-1mol/L。

8.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于：步骤（21）中所述烘干的条件为在90-150℃烘干5-15h；步骤（22）中所述焙烧的条件为在350-600℃焙烧3-10h，所述筛分为过20-80目筛。