硅基多级孔钴基催化剂的制备方法和应用

摘要

一种硅基多级孔钴基催化剂由活性组分和载体组成，其重量百分比组成为：金属钴：5-40％，金属助剂含量0-2.0％，多级孔二氧化硅为58-95％；催化剂的物化性质：第一个孔径为0.5-1.5nm，第二个孔径为2.3-50nm，第三个孔径为50-200nm。第一个孔径所占比例为10-30％，第二个孔径所占比例为20-50％，第三个孔径所占比例为20％-7％，催化剂比表面积400-1400m2/g，孔容0.5-1.5cm3/g，Co3O4晶粒尺寸12-90nm。本发明具有选择性好，寿命长，活性高的优点。

主权项

一种硅基多级孔钴基催化剂，其特征在于催化剂的重量百分比组成为：金属钴：5－40%，金属助剂含量0－2.0%，硅基多级孔载体为58－95%；催化剂的物化性质：第一个孔径为0.5－1.5 nm，第二个孔径为2.3－50 nm，第三个孔径为50－200 nm，不包括50 nm；第一个孔径所占比例为10－30%，第二个孔径所占比例为20－50%，第三个孔径所占比例为20%－7%，催化剂比表面积400‑1400 m2/g，孔容0.5‑1.5 cm3/g，Co3O4晶粒尺寸12‑90 nm；并由如下方法制备：（1）硅基多级孔载体的制备：A：将十六烷基三甲基溴化铵溶于0.01－0.05 mol/L的NaOH水溶液中，再以1－2 ml/min的速度加入正硅酸乙酯，继续搅拌30‑60 min后，静置3－8 h，然后60－100 ℃老化36－72 h，用去离子水和乙醇清洗过滤后，60－90 ℃下烘24－30 h，以1－3℃/min在500－650℃焙烧6－10 h，得到介孔‑大孔双孔分布载体，合成介孔‑大孔载体的各原料摩尔比为：十六烷基三甲基溴化铵：NaOH：正硅酸乙酯 = 1:0.1－0.6:5－12；B：按铝酸钠：氢氧化钠：25wt%四乙基氢氧化铵的水溶液：白碳黑为0.1－0.8 g：0.1－1 g：10 －50 mL：2－10 g，将铝酸钠和氢氧化钠溶于四乙基氢氧化铵的水溶液中，再加入白碳黑，并在室温下搅拌3－6 h呈均相，得到沸石纳米簇的前驱体溶液； 按沸石纳米簇的前驱体溶液与介孔‑大孔双孔分布载体重量比为1－5:1，将沸石纳米簇的前驱体溶液加入到介孔‑大孔双孔分布载体中，然后按甘油与沸石纳米簇的前驱体溶液体积比为5－10: 1加入甘油，搅拌均匀后转入自压釜中于100－200℃晶化4－12天，经清洗过滤后，最后在60－90℃下烘24－30 h，然后以1－3℃/min升温到500－650℃焙烧6－10 h，得到微孔‑介孔‑大孔多级孔硅载体；（2）硅基多级孔钴催化剂的制备：采用氨水气相诱导水解法制备所需催化剂，按催化剂组成，将金属钴和金属助剂的硝酸盐溶液等体积浸渍10－40 h微孔‑介孔‑大孔多级孔硅载体，浸渍后未经烘干的催化剂放入高压釜内衬中，再将10－20 %的氨水溶液置于内衬和不锈钢外壳中间，封好后置于60－90 ℃中反应0.5－2 h，自然冷却到室温，然后在60－80 ℃烘12－48 h，最后在400－550℃焙烧1－3 h，即得多级孔催化剂。