[发明专利]负载型金属催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属催化剂，具体是涉及一种高稳定性负载型金属催化剂的制备方法。

背景技术

浸渍法制备的负载型金属催化剂由于其操作简便，成本低廉，适合批量生产。同时，负载型金属催化剂对费托合成反应、甲烷部分氧化制合成气等反应具有良好的催化活性，具有大规模工业应用前景和经济需求。浸渍法制备的负载型金属催化剂中活性金属颗粒与载体之间相互作用较弱，催化剂普遍都具有金属颗粒分散不均匀，高温易烧结导致失活的缺点。在高温反应条件下的不稳定性严重阻碍了其工业应用。为了改善浸渍法制备的负载型金属催化剂的高温不稳定的缺点，人们相继开发了一系列新型的催化剂制备方法。

中国专利201410183765.3利用钛前躯体和乙醇、醋酸、水形成钛溶胶，然后加入镍前躯体和Al₂O₃载体，再通过浸渍法得到Ni/TiO₂-Al₂O₃负载型催化剂，具有很好的蒎烯加氢转化率和选择性。

中国专利201310148930.7在强碱条件下利用红磷、氯化镍和载体在水溶液中混合均匀，依次通过水热、过滤和真空干燥的方法制备得到磷化镍负载型催化剂。

美国专利US 20140349836A1利用特殊方法制备的Al₂O₃凝胶作为载体，通过常规浸渍法制备得到Ni/Al₂O₃负载型催化剂，在高温高压下具有良好的反应活性持久性。

但是，以上这些方法要么就是使催化剂制备过程更加繁琐，要么就是增加了催化剂的制备成本。因此，如何在保留常规浸渍法的简便性和低成本优势的同时，制备在高温条件下具有长时间稳定性的负载型金属催化剂，具有重要的经济意义。

发明内容

本发明的目的在于针对负载型金属催化剂在高温条件下容易失活等问题，提供在保留常规浸渍法的简便性和低成本优势的同时，在高温条件下具有长时间稳定性的负载型金属催化剂的制备方法。

本发明的具体步骤如下：

将金属盐、二氧化硅、添加剂与水混合形成混合物，将混合物依次经过浸渍、烘干、焙烧、还原，即得负载型金属催化剂。

所述金属盐可选自铁盐、钴盐、镍盐、铜盐、锌盐、银盐等中的一种。

所述添加剂可选自精氨酸、氨水、甲胺、乙胺、正丙胺、异丙胺、正丁胺、异丁胺等中的一种。

按质量百分比，金属盐、二氧化硅、添加剂和水的含量可为：金属盐0.1％～20％、二氧化硅10％～60％、添加剂0.01％～10％，余量为水。

所述烘干的温度可为80～200℃，焙烧的温度可为300～1000℃，还原的温度可为500～1000℃。

现有采用浸渍法制备的负载型金属催化剂普遍具有高温不稳定的特点，与此相比，本发明具有以下突出优点：

(1)本发明在常规浸渍法的基础上，仅仅通过加入少量添加剂，就制备得到了在高温条件下具有长时间稳定性的负载型金属催化剂。

(2)本发明是一种普适性的高稳定负载型金属催化剂的制备方法。

(3)本发明所制得的负载型金属催化剂中金属纳米颗粒粒径小且均匀，高度分散，对于工业反应的催化活性起到了保证作用。

(4)在保留常规浸渍法的简便性和低成本优势的同时，制备出了在高温条件下具有长时间稳定性的负载型金属催化剂，适合工业应用，具有重大经济意义。

(5)适合多种不同材料的负载型金属催化剂的制备，满足多种工业反应应用。

(6)设备少、工艺简便、操作难度小。

(7)原材料污染源少，工艺环保。

(8)价格便宜，成本低，可批量生产。

附图说明

图1为实施例6还原后Ni/SiO₂的透射电镜图。从图中可以看出，Ni纳米颗粒尺寸小且均匀，高度分散而没有发生团聚。

图2为实施例9高温反应性能随时间变化图。从图中可以看出，反应持续500h后催化性能几乎没有变化，说明该催化剂具有良好高温稳定性，适合工业化应用。

具体实施方式

下面通过实例结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1

称取质量百分比分别为0.1％、10％、0.01％的硝酸钴、二氧化硅、精氨酸，加入到1吨水中，搅拌混合均匀。在150℃下烘干，600℃焙烧，600℃下H₂还原，得到Co/SiO₂负载型催化剂。