[发明专利]多孔金属/分子筛复合催化剂、其制备方法及在合成气制备低碳烯烃中的用途

权利要求书

1.一种用于合成气制备低碳烯烃的多孔金属/分子筛复合催化剂，包括多孔金属骨架和负载在所述多孔金属骨架上的分子筛，所述多孔金属骨架中的金属包括铁、硅和非必要的金属M，所述金属M为第IB、IIB、VIB、VIIB、VIII族和铈中的一种或多种；所述分子筛为H-ZSM-5分子筛、ZSM-23分子筛和IM-5分子筛中的一种或多种；以所述复合催化剂的总重量为基准，铁的含量为15-95重％、硅的含量为3-40重％、铝的含量为0.1-10重％、金属M的含量为0-40重％、氧含量为0.1-5.0重％。

2.按照权利要求1所述的复合催化剂，其特征在于，所述金属M选自钴、铈、锆、铜、锰、锌、铬、钼和钌中的一种或多种。

3.按照权利要求1所述的复合催化剂，其特征在于，所述复合催化剂中铁的含量为40-80重％、硅的含量为15-35重％、铝的含量为0.1-5重％、金属M的含量为1-20重％、氧含量为0.5-3.0重％。

4.按照权利要求1-3之一所述的复合催化剂，其特征在于，所述复合催化剂的制备方法包括：将铁、硅和和非必要的金属M混合熔融，所得的混合熔融液进行骤冷处理，得到骤冷后的合金；将骤冷后的合金采用碱液进行抽提脱硅、采用酸液进行抽提脱硅，水洗至中性得到所述多孔金属；将所述多孔金属加入到分子筛合成液中进行水热合成反应，烘焙后得到所述多孔金属/分子筛复合催化剂。

5.按照权利要求4所述的复合催化剂，其特征在于，所述铁、硅和和金属M之间的重量比为1：0.5~2：0~2.67。

6.按照权利要求4所述的复合催化剂，其特征在于，所述骤冷处理包括：将所述混合熔融液喷射到600-1000转/分钟的通有冷却水的铜辊上，使所述混合熔融液以1000-1600℃/秒的冷却速度冷却并沿铜辊切线甩出，得到的鳞片状条带合金经粉碎至500微米以下，得到所述骤冷后的合金；所述碱液抽提脱硅的条件包括：温度为10-100℃，时间为5-600分钟，所述碱液中的碱为选自氢氧化钡、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种，碱液的浓度为2-40重量%，骤冷后的合金与碱液中碱的重量比为1：1-10；所述酸液抽提脱硅的条件包括：所述酸液中的酸为盐酸、硝酸、磷酸和硫酸中的一种或多种，酸液的浓度为0.1-20 M，所述抽提脱硅的温度为0-100℃，时间为10-200分钟，所述骤冷后的合金与酸液的重量比为1：1-10；所述水热合成反应的条件为：温度为50-300℃、时间为10-300h；所述烘焙步骤的条件为：在100-120℃烘2-12 h，然后在400-600℃氮气气氛下焙烧2-10h。

7.按照权利要求4所述的复合催化剂，其特征在于，所述分子筛合成液为H-ZSM-5分子筛合成液、ZSM-23分子筛合成液和IM-5分子筛合成液中的一种或多种。

8.按照权利要求4所述的复合催化剂，其特征在于，所述分子筛合成液的制备方法包括：将硅源、铝源、有机模板剂、无机碱或醇类、水混合。

9.按照权利要求8所述的复合催化剂，其特征在于，所述硅源为硅胶和/或正硅酸乙酯，所述铝源为Al₂O₃，所述有机模板剂为H-ZSM-5、ZSM-23和IM-5分子筛模板剂中的一种或多种，所述无机碱为碱金属的氢氧化物，所述醇类为乙醇。

10.按照权利要求4所述的复合催化剂，其特征在于，所述多孔金属与分子筛合成液的重量比为1：0.05-10。