[发明专利]一种保护具有微米和/或纳米多级结构催化剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种保护具有微米和/或纳米多级结构催化剂的方法。

背景技术

具有微米/纳米多级结构的催化剂具有高活性，但在使用过程中普遍存在着结构易破碎，重复使用性能差的缺点，严重限制了微米/纳米多级结构催化剂的稳定性和使用寿命。

在现有的催化剂保护专利中，大多只针对催化剂的活性进行保护，采用添加保护剂的方法延长催化剂的寿命。如黎全海等人公开了一种催化剂活性保护剂(中国专利申请号01131647.0)，该活性保护剂是将镍、钼等金属化合物负载在惰性氧化铝与二氧化硅等材料制成的陶瓷载体上。周广林等人公开的专利中(中国专利申请号01135213.2)将两种金属组分负载在γ-Al2O3上，通过浸渍、干燥和焙烧制成了保护甲醇合成催化剂的保护剂。然而微米/纳米多级结构催化剂的活性降低多源于结构的破碎导致的催化剂的流失及活性的降低，现有的催化剂保护方法并不适用于微米/纳米多级结构催化剂的保护。本发明从催化剂的微观结构出发，发展了一种保护微米/纳米多级结构催化剂结构的方法，提高了微米/纳米多级结构催化剂结构的稳定性，从而保护了微米/纳米多级结构催化剂的活性。

发明内容

本发明的目的是提供一种保护具有微米和/或纳米多级结构催化剂的方法。

本发明提供的保护具有微米和/或纳米多级结构催化剂的方法，包括如下步骤：在所述具有微米和/或纳米多级结构的催化剂表面包覆一层二氧化硅层。

上述方法中，所述二氧化硅层的厚度为10-1000nm，具体可为10-30nm、10-25nm、10-20nm、20-30nm或25-30nm；所述在所述具有微米和/或纳米多级结构的催化剂表面包覆一层二氧化硅层的方法，可按照下述方法包括如下步骤：

将所述具有微米和/或纳米多级结构的催化剂分散于溶剂中，再加入氨水和硅酸酯得到反应体系，进行反应，反应完毕离心收集固体产物，将所述固体产物经干燥和焙烧后，完成所述在所述具有微米和/或纳米多级结构的催化剂表面包覆一层二氧化硅层的步骤。

所述溶剂为由水和乙醇组成的混合液，所述由乙醇和水组成的混合液中，乙醇与水的体积比为0.1-10∶1，具体可为0.67-2∶1、0.67-5∶1、0.67-1∶1、1-5∶1、1-2∶1或2-5∶1，优选0.5-2∶1；所述硅酸酯选自正硅酸甲酯、正硅酸乙酯和正硅酸丙酯中的至少一种；所述具有微米和/或纳米多级结构的催化剂在所述溶剂中的含量为0.5-100g/L，2-100g/L、2-50g/L、2-30g/L、2-10g/L、10-100g/L、10-50g/L、10-30g/L、30-100g/L、50-100g/L、30-50g/L，优选2-20g/L；所述所加入的氨水的质量百分浓度为28％，所述氨水在所述反应体系中的浓度为0.14-14g/L，具体可为0.5-50g/L、0.5-25g/L、0.5-12g/L、0.5-9g/L、12-50g/L、12-25g/L、12-15g/L、15-50g/L、25-50g/L、1.8-50g/L或1.8-25g/L，优选0.7-7g/L；所述硅酸酯在所述反应体系中的浓度为0.5-50g/L，具体为1-14g/L、1-28g/L、5-14g/L、5-28g/L、14-28g/L，优选1-10g/L。

所述反应步骤中，温度为20-80℃，具体可为25-40℃或30-40℃，优选20-50℃，时间为0.5-24小时，具体可为1-6小时、3-6小时、1-5小时或5-6小时，优选2-8小时；所述离心步骤中，转速为3000-12000rpm，具体可为1000-9000rpm、1000-8000rpm、1000-5000rpm、5000-8000rpm、5000-9000rpm或8000-9000rpm，优选7000-10000rpm，时间为1-20分钟，具体为2-4分钟或3-4分钟，优选1-5分钟，离心半径为6cm-18cm，具体可为8-12cm、8-10cm或10-12cm，优选9-15cm；所述干燥步骤中，温度为50-200℃，具体可为100-150℃、100-160℃或150-160℃，优选80-120℃，时间为1-24小时，具体可为8-18小时、8-15小时、8-10小时、15-18小时、10-15小时、10-18小时，优选3-12小时；所述焙烧步骤中，温度为350-800℃，具体可为550-700℃、550-650℃、650-700℃，优选450-600℃，时间为1-15小时，具体可为4-10小时，优选3-8小时。