[发明专利]一种用于煤炭电解液化的加氢催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于煤炭电解液化的加氢催化剂的制备方法，特别是PVP-NiCoWB@SiO2催化剂的制备方法，属于加氢催化剂的制备的技术领域。

背景技术

在石油资源日益紧缺的今天，针对我国“富煤、贫油、有气”的能源资源结构现状，煤炭液化技术作为一种煤炭综合利用的有效手段，在制取高热值，高效燃料油方面有着重要应用，同时对国家的能源安全有着重要的战略意义。然而，传统的煤炭液化过程是在400℃的高温和10Mpa的高压下进行的，这些苛刻的条件对仪器设备的要求很高，并且造成了很大的能量浪费，因此，我们提出采用电化学还原在特定催化剂作用下对煤炭进行电解加氢液化的新型方法。

煤的电解加氢液化是将煤在电解池内进行阴极加氢，转化为可溶性的低分子有机产品，再对其进行进一步加氢得到可以利用的燃料和化工产品。如上所述，煤直接液化一般是在很高的温度和压力条件下，在催化剂和供氢溶剂的存在下将煤加氢直接转化为液体燃料和化工产品的加工过程，煤的电化学加氢还原是利用电场势能代替了高温和高压的条件，具有操作条件简单，设备要求较低，经济成本低的优点。煤炭样品的状态对于煤炭的液化产率影响很大，因此高效的电解加氢催化剂对于煤炭液化有着重要的作用。

NiCoWB系列催化剂已经在有机物的加氢反应中有所应用，由于B在催化剂中呈现负电态，因而使得煤浆溶液中可以产生更多的活性氢，因此加氢反应更为剧烈，我们采用电解方法代替传统的高温高压法，对设备的要求更低，反应条件更为温和，因此更加环保节能。

然而，在煤炭电解加氢液化的技术领域中，未见有相关加氢催化剂的制备和应用（写在本领域中，存在的技术难点和问题，如应用催化剂的等，简单几句即可），本发明着力于此，开发一种能够用于煤炭电解加氢液化的催化剂，其具有很大的比表面和电解加氢催化活性，能够很好的适用于煤炭的电解液化中，并且可以有效地提高煤炭电解加氢的电流密度和液化产物产率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤炭电解加氢的催化剂，并将其应用到煤炭电解液化中。由本发明方法制备的加氢催化剂，其具有很大的比表面和电解加氢催化活性，能够很好的适用于煤炭的电解液化中，并且可以有效地提高煤炭电解加氢的电流密度和液化产物产率。

更具体地，本发明的特点在于利用NiCoWB催化剂中B的电负态，在电势能作用下，使得煤浆溶液中水更易电解为活性氢，从而产生煤炭加氢的效果。它的非晶态长程无序，短程有序的结构以及高的比表面积，使其具有更好的催化性能。本发明的操作方法简单，更加环保节能，可以有效地提高煤炭电解加氢的电流密度和液化产率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明一种用于煤炭电解液化的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括有以下步骤：

a、              担载体SiO₂的预处理：首先将约为300目，颗粒大小约为40μm的商业柱层层析硅胶进行焙烧，焙烧具体过程以10℃/min从室温升温至500℃，再在马弗炉中保持5个小时后，冷却至室温得到预处理的担载体SiO₂；

   b、混合盐溶液的配制:首先配制镍盐水溶液，浓度为0.1M~0.5M，再配制钨酸盐水溶液，浓度为0.1~0.5M,最后配制钴盐水溶液，浓度为0.1M~0.5M, 然后将上述三种溶液混合，磁力搅拌2~5小时，得到混合盐溶液；

   c、溶液分散剂和预处理的担载体SiO₂的加入：将一定量的WM=58000的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）粉末分散剂和1g~4g所述预处理的担载体SiO₂加入至所述混合盐溶液中；磁力搅拌1~3小时后，得到含有分散剂和预处理的担载体SiO₂的混合溶液；所述的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的加入量与混合盐溶液中的Ni²⁺的质量比为（5~8）：1；

d、非晶态NiCoWB催化剂的生成：利用恒流仪以2~10r/min的速率将等体积的浓度为0.5M~2M的含B³⁺的水溶液加入到步骤c中得到的含有分散剂和预处理的担载体SiO₂的混合溶液中，剧烈搅拌，生成黑色的非晶态NiCOWB催化剂；所述的含B³⁺的水溶液中的硼盐可为NaBH4或KBH4中的任一种；B³⁺与Ni²⁺的摩尔比为1：（1~4）；