一种结构化铜钴基催化剂及其催化合成气制备高级醇的应用

摘要

本发明公开了属于催化剂制备技术领域的一种结构化铜钴基催化剂及其制备方法，并研究其催化合成气制备高级醇。本发明采用原位生长的方法在铝基底上原位生长铜钴铝水滑石薄膜，将其进行焙烧还原后得到了高分散纳米颗粒的结构化铜钴基催化剂，提高了催化剂活性组分与反应物的接触面积并实现了铜钴基催化剂的结构化。该催化剂活性高而稳定，C2以上高级醇的选择性高，CO转化率及低碳混合醇的时空产率也有所提高，并且制作简便，重复性好。

主权项

一种结构化铜钴基催化剂催化合成气制备高级醇的方法，其特征在于，其具体反应条件为：结构化铜钴基催化剂填装量为0.01～5g，反应温度100～500℃，反应压力1～6MPa，通入的合成气为H2与CO体积比为0.5～3.0的H2和CO混合气体，相应空速为GHSV=3000‑10000ml h‑1g‑cat‑1，反应时间10‑100h； 所述的结构化铜钴基催化剂的制备方法为： (1).将铝片先后分别于无水乙醇和去离子水中超声清洗3～5min除去表面油垢，然后放入质量浓度为1%～5%的NaOH溶液中浸泡1～3min除去表面的氧化层，再用去离子水清洗干净，将其置于60～90℃的烘箱，烘干备用； (2).将Cu2+的可溶性无机盐和Co2+的可溶性无机盐溶于去离子水中，Cu2+的浓度为0.1M～0.5M，Co2+的浓度为0.1M～0.5M，以溶液中Cu2+、Co2+的摩尔数之和与NH4NO3的摩尔比为1～6的比例加入NH4NO3，采用质量浓度为1%～5%的氨水作为沉淀剂，调节溶液pH值为5～8； (3).将步骤(1)处理好的铝片垂直悬挂浸泡于步骤(2)配制的溶液中，50～100℃反应10～60h，得到铝基底上原位生长的铜钴铝水滑石前躯体，从溶液中取出后用去离子水清洗1～5次，于60～90℃烘箱中烘干备用； (4).将步骤(3)制得的铝基底上原位生长的铜钴铝水滑石前躯体置于马弗炉中，以1～10℃/min的升温速率升温至400～600℃，保温2～6h，之后自然冷却到室温；然后对其进行还原处理，还原条件为：通入氢气与氮气体积比为0.05～0.2的氢气和氮气混合气体，空速为1000～2000ml h‑1g‑cat‑1，1～10℃/min升温到200～500℃，保温0.5～6h，还原结束后降温到室温得到结构化铜钴基催化剂； 所述Cu2+的可溶性无机盐为氯化铜、硝酸铜；所述Co2+的可溶性无机盐为氯化钴、硝酸钴。