[发明专利]CO加氢合成反应的金属碳化物催化剂及制法和应用

权利要求书

1、一种CO加氢合成反应的金属碳化物催化剂，其特征在于催化剂摩尔比组成为：

碱金属或碱土金属化合物∶V_IA族碳化物或双金属碳化物＝0.04～0.8∶1.0

所述的双金属碳化物为V_IA族金属与过渡金属或稀土金属按过渡金属或稀土金属∶V_IA族金属的摩尔比是0.1～1.0∶1的碳化物。

2、如权利要求1所述的一种CO加氢合成反应的金属碳化物催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将V_IA族酸铵盐或V_IA族酸铵盐与过渡金属化合物或稀土金属化合物按过渡金属或稀土金属∶V_IA族金属的摩尔比是0.1～1.0∶1的混合物，于空气中400℃～600℃焙烧2～4小时，得到V_IA族金属氧化物前驱体或得到V_IA族金属与过渡金属或稀土金属的复合氧化物前驱体；

(2)将氧化物前驱体磨成小于0.3mm的粉末状，放入石英反应器中；

(3)按碳四以下烃类、CO或CO₂∶氢气体积比为1∶3～9混合均匀组成碳化介质，将碳化介质按氧化物前驱体∶碳化介质＝1.0g∶(10～100)mL/min的流速通入反应器中，以升温速率为5～20℃/min从室温升至400℃，以升温速率为0.2～2℃/min升至600～800℃碳化终温，在碳化终温进行恒温2～5小时，然后在惰性气氛中快速冷却至室温，得到物料；

(4)在室温下，以氧气体积浓度为0.5～2％钝化气体对物料进行钝化2～9小时，得到V_IA族碳化物或双金属碳化物；

(5)将碱金属或碱土金属化合物等体积浸渍或将碱金属或碱土金属化合物与V_IA族碳化物/双金属碳化物按碱金属或碱土金属化合物∶V_IA族碳化物或双金属碳化物的摩尔比为0.04～0.8∶1混合后，在惰性气氛中400～600℃焙烧2～5小时后，在惰性气氛中快速冷却至室温，并以氧气体积浓度为0.5～2％钝化气体进行钝化2～9小时，即得到碱金属或碱土金属改性催化剂。

3、如权利要求2所述的一种CO加氢合成反应的金属碳化物催化剂的制备方法，其特征在于所述的V_IA族酸铵盐是钼酸铵、钨酸铵或铬酸铵。

4、如权利要求2所述的一种CO加氢合成反应的金属碳化物催化剂的制备方法，其特征在于所述的过渡金属化合物为VпB或Vш族的过渡金属化合物。

5、如权利要求4所述的一种CO加氢合成反应的金属碳化物催化剂的制备方法，其特征在于所述的VпB族过渡金属化合物为锰或锝的硝酸盐或醋酸盐，Vш族过渡金属化合物为是铁、钴或镍的硝酸盐或醋酸盐。

6、如权利要求2所述的一种CO加氢合成反应的金属碳化物催化剂的制备方法，其特征在于所述的稀土金属化合物为镧或铈的硝酸盐。

7、如权利要求2所述的一种CO加氢合成反应的金属碳化物催化剂的制备方法，其特征在于所述的碳四以下烃类为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙稀、丁烯及其混合物。

8、如权利要求2所述的一种CO加氢合成反应的金属碳化物催化剂的制备方法，其特征在于所述的惰性气氛为氮气、氩气或氦气以及其混合物。

9、如权利要求2所述的一种CO加氢合成反应的金属碳化物催化剂的制备方法，其特征在于所述的钝化气体可以是空气或氧气与氮气、氩气或氦气及其混合物。

10、如权利要求2所述的一种CO加氢合成反应的金属碳化物催化剂的制备方法，其特征在于所述的碱金属化合物为Li、Na、K、Cs的碳酸盐、氢氧化物或者有机碱金属盐。

11、如权利要求2所述的一种CO加氢合成反应的金属碳化物催化剂的制备方法，其特征在于所述的如上所述的碱土金属化合物为Mg、Ca等的碳酸盐、氢氧化物或者有机碱土金属盐。

12、如权利要求1所述的一种CO加氢合成反应的金属碳化物催化剂的应用，其特征在于催化剂的应用条件为：反应温度为260～360℃，压力为1.0～10.0MPa，空速为1000～8000h^-1，H₂/CO＝0.8～1.8。