[发明专利]一种三元铂基催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铂基催化剂技术领域，具体一种丙烷脱氢制丙烯的三元铂基催化剂的制备方法。

背景技术

目前，由于聚丙烯、环氧丙烷和丙烯酸需求量的不断增加导致丙烯需求量呈现不断增高的趋势，然而丙烯生产能力的增长速率却远低于丙烯需求的增长速率，并且供需缺口逐年加大，因此，增产丙烯技术已经成为石化技术的研究热点。特别是近年来，随着页岩气技术的发展及丙烯价格的高涨，通过价廉、易得的丙烷脱氢技术制备丙烯在全球特别是中国掀起了热潮。因此以丙烷为原料催化脱氢制丙烯的研究具有非常重要的意义。

现有技术中，丙烷催化脱氢制丙烯技术已有大量报道，但是，贵金属组分含量高导致催化剂的制造成本高，制作过程复杂、周期长，催化剂的活性及选择性不理想，稳定性差等问题在很大程度上限制了丙烷催化脱氢制丙烯的应用。

申请公开号为CN104148069A的中国发明专利申请《一种丙烷脱氢制丙烯的四元铂基催化剂及制备方法和应用》(申请号：CN201410406002.0)披露了一种制备铂基催化剂的方法，该方法以碱性气体处理后的氧化铝为载体，以Pt和Sn为活性组分，以Na、K、Rb、Mg、Ca、Sr中的一种为助剂1，以La、Ce、Pm、Sm、Ti、Ga、In、Zn、Fe中的一种为助剂2，通过过量浸渍法制备丙烷脱氢制丙烯四元催化剂。虽然该方法具有贵金属用量少、催化剂反应活性高、选择性好、催化剂上积碳少等优势，但同时也存在操作步骤复杂、活性组分分布不均匀的问题。

申请公开号为CN104226307A的中国发明专利申请《铂基催化剂及其制备方法、应用和丙烯的制备方法》(申请号：CN201310229758.8)也披露了一种制备铂基催化剂的方法，该方法以氧化铝为载体，以Pt、Sn、In为活性组分，利用超声波辅助的浸渍方法制备丙烷脱氢制丙烯铂基三元催化剂，虽然该方法具有制备过程简单、活性组分分散均匀、催化活性高等特点，但该方法也存在贵金属Pt用量大，制备成本高的缺陷。

因此，对于目前的铂基催化剂及其制备方法，有待于做进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种活性组分分布均匀、催化活性高、反应选择性好的三元铂基催化剂的制备方法，该方法制备工艺简单、生产效率高、生产成本低，且能根据需要严格控制催化剂各组分的含量，从而获得催化效率高的铂基催化剂。

一种三元铂基催化剂的制备方法，该三元铂基催化剂以Al₂O₃为载体，以Pt和Sn为主活性组分，以Sb为助催化剂组分，按重量百分比计，所述Pt的负载量为催化剂总重量的0.1～0.4wt％，Sn的负载量为催化剂总重量的0.5～2wt％，Sb的负载量为催化剂总重量的0.5～3wt％，其特征在于包括以下步骤：

(1)按照Pt、Sn、Sb的负载量分别为催化剂重量的0.1～0.4wt％、0.5～2wt％、0.5～3wt％计，分别称取Pt、Sn、Sb及Al₂O₃的前驱体；

(2)将步骤(1)中所称取的Pt、Sn、Sb及Al₂O₃的前驱体溶于去离子水或乙醇中并搅拌均匀，然后向该溶液中加入柠檬酸及十二烷基硫酸钠制备成浓度为0.05～0.1mol/L的溶液；

(3)将步骤(2)所得溶液用NaOH溶液调节至pH为4～6，然后将该溶液在40～90℃的水浴加热条件下浓缩为饱和溶液，接着将该饱和溶液于110～150℃下烘干；

(4)将步骤(3)所得物质置于加热设备中，于500～800℃下煅烧2～6h，即得到所述的三元铂基催化剂。

作为优选，步骤(4)完成后，对所得三元铂基催化剂进行活化处理，具体过程依次包括研磨、压片、筛分及高温活化，所述高温活化在氢气气氛中进行，活化温度为600～850℃，活化时间为30～120min。

作为改进，步骤(2)所得溶液中柠檬酸、十二烷基硫酸钠、总阳离子数的摩尔比为(1～3):(0.5～2.5):1。

优选地，所述Pt的前驱体为六氯铂酸钾、六氯铂酸铵、乙酰丙酮铂中的一种；所述Sn的前驱体为氯化亚锡、四氯化锡、草酸亚锡中的一种。

优选地，所述Al₂O₃的前驱体为硝酸铝、异丙醇铝、仲丁醇铝、乙酰丙酮铝中的一种。

优选地，Sb的前驱体为醋酸锑或氯化锑。

与现有技术相比，本发明的优点在于：