[发明专利]用于制备负载于二氧化钛上的二硫化钼纳米颗粒的方法

说明书

本发明涉及一种用于制备负载于TiO₂上的MoS₂纳米颗粒的方法，其中所述制备是使用含有Ti和Mo前体盐的水溶液通过还原共沉淀执行的，并且其中MoS₂可以是未促进的或Co促进的。此外，本发明涉及所述纳米颗粒作为加氢脱硫催化剂的用途。

技术领域

本发明涉及一种用于制备二氧化钛(TiO₂)负载的二硫化钼(MoS₂)纳米颗粒的方法，并且涉及通过所述方法获得的所述纳米颗粒作为加氢脱硫催化剂的用途。

背景技术

工业非均相催化剂由多孔载体上的高度分散的活性纳米颗粒构成，其合成通常涉及多个步骤。^[1]。通常，首先制备载体并使其成形，然后加载所需的金属盐前体。然后需要几个干燥、煅烧和活化步骤以获得催化活性相，每个步骤都表现出一些固有的缺点。例如，在干燥期间，前体可以在孔口处迁移和聚集。煅烧可以导致前体结合到载体中，而活化可以导致金属纳米颗粒的初始烧结，导致催化活性和/或选择性的损失。^[1-2]因此，涉及较少步骤的合成路线的开发不仅在经济上具有吸引力，而且还可以导致对材料性质的更高程度的控制。

已经报道了几种一步法用于合成含有贵金属^[3]纳米颗粒或非贵金属^[3b,4]纳米颗粒的非均相催化剂。然而，尽管其制备简化，但仍可能需要煅烧和/或还原以获得处于其活性状态的催化剂。如果载体有助于直接还原，则可以避免通过H₂或如NaBH₄等其它还原剂的还原。氧化还原活性载体(或其前体)如CeO₂和TiO₂能够还原溶液中的贵金属盐以直接获得负载的金属纳米颗粒。^[5]虽然通过光还原在TiO₂上沉积少量MS₂(M＝Mo，W)，但尚未证明这种方法适用于非贵金属，这表明类似的方法可以用于过渡金属二硫化物(TMS)。^[6]

TMS是一类重要的材料，其在如催化和储能等各种领域中受到关注。^[7]特别是，其广泛应用于炼油厂，以催化从石油中去除杂原子(S、N、O、Ni、V等)。加氢处理(HDT)催化剂通常由负载于γ-Al₂O₃上的Co或Ni促进的二硫化钼(MoS₂)纳米颗粒构成。^[8]若干研究人员报道过，TiO₂作为载体将固有加氢脱硫(HDS)性能提高四倍到五倍。^[9]然而，TiO₂作为HDS催化剂载体的实际应用受到其最大Mo负载的限制，，与Al₂O₃相比，最大Mo负载受到较低表面积的限制。^[9a,10]

提出了若干种策略来克服TiO₂的低Mo容量。这些策略包含合成高表面积TiO₂^[10]，TiO₂与其它金属氧化物(ZrO₂、Al₂O₃和SiO₂)^[11]的混合载体，以及合成涂布有TiO₂的Al₂O₃。^[12]尽管这些载体具有较高的Mo负载，但在所有情况下，通过后浸渍添加Co和Mo。最近，Nguyen等人报道了通过溶胶-凝胶法单步合成TiO₂负载的Co-Mo氧化物HDT催化剂前体。^[13]通过此方法，Mo负载可以变化高达30wt％。此方法的缺点是部分Mo结合到载体中并且保持未硫化。因此，通过溶胶-凝胶法制备的样品比具有相同Mo负载的浸渍样品活性低。

本发明的目的是找到一种方法，所述方法提供了对现有技术中描述的方法的改进。

发明内容