天然纳米材料凹凸棒土负载Cu-Fe基多组分催化剂及其制备方法和在低碳醇合成中的应用

摘要

本发明提供了一种天然纳米材料凹凸棒土负载Cu‑Fe基多组分催化剂及其制备方法和在低碳醇合成中的应用。其表达式为Cu_aFe_bM_c/ATP；其中助剂M是过渡金属元素、碱金属或者稀土元素中的一种或几种元素的组合；所述催化剂中负载的Cu、Fe和M占催化剂的总量分别为a、b和c，且a＝10～35％，b＝10～25％，c＝1～10％，其余为催化剂载体ATP。通过无机酸改性天然凹凸棒土原料制得具有较大比表面积的酸改性凹凸棒土，然后将其作为载体，在Cu、Fe及其他组分的金属盐混合水溶液中采用浸渍法负载制得。本发明凹凸棒土负载Cu‑Fe基多组分催化剂可用于合成气合成低碳醇工艺中。采用我国资源丰富、价格低廉的天然纳米材料凹凸棒土为载体，成本低，制备方法简单，性能稳定，易于工业放大生产。

主权项

一种天然纳米材料凹凸棒土负载Cu‑Fe基多组分催化剂，其特征在于，所述催化剂的表达式为：Cu_aFe_bM_c/ATP，其中Cu、Fe作为催化剂活性组分，M选自Zn、Mn、Ce、Zr、La、Li、Na、K金属中的一种或几种元素的组合作为催化剂助剂，ATP作为催化剂载体；以质量百分比计算，所述催化剂中负载的Cu、Fe和M占催化剂的总量分别为a、b和c，且a＝10～35％，b＝10～25％，c＝1～10％，其余为催化剂载体ATP；所述催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)凹凸棒土漂洗：将水加入反应容器中加热至50～80℃，按土水比1g:5～10mL加入研磨成粉的凹凸棒土原矿搅拌均匀后，静置，弃掉上层清水和底部沙粒，中层浆液抽滤，然后烘干，获得漂洗凹凸棒土；(2)凹凸棒土酸改性：将水加入反应容器中加热至60～90℃，然后加入步骤(1)所得的漂洗凹凸棒土粉末在该温度下搅拌均匀，最后按土酸比1g:3～8mL缓慢加入总浓度为3～25wt％的酸溶液恒温搅拌2～5h，结束后进行过滤，洗涤至中性，烘干，获得酸改性凹凸棒土；(3)催化剂制备：用Cu、Fe、M的硝酸盐、或醋酸盐、或草酸盐、或柠檬酸盐配置成金属离子总浓度为0.5～2.0mol/L的混合水溶液，向其中加入步骤(2)所得的酸改性凹凸棒土粉末在室温下浸渍2～12h，然后烘干，研磨均匀后放入马弗炉中，在300～500℃下煅烧3～8h。