[发明专利]负载型高选择性核壳结构双金属催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.负载型高选择性核壳结构双金属催化剂在丙烷脱氢中的应用，其特征在于，在载体上负载金属铂和3d金属，以载体质量为100wt％，金属铂的质量百分数为0.5％—1％；金属铂和3d金属的摩尔比为(3—5)：(0.75—1)；在催化剂表面形成一层由金属铂组成的壳层，在催化剂中形成由金属铂和3d金属组成的内核，且自表面到内核，金属铂的分布含量逐渐减少，3d金属的分布含量逐渐增多；3d金属为Fe、Co或者Ni；负载型高选择性核壳结构双金属催化剂按照下述步骤进行：

步骤1，将载体置于浸渍体系中进行搅拌浸渍，直至浸渍体系中溶剂全部蒸发，以使浸渍体系中金属铂和3d金属负载到载体上；3d金属为Fe、Co或者Ni；浸渍体系由去离子水、乙醇和金属前驱体水溶液组成，去离子水和乙醇的体积比为(1—2)：(1—3)；在金属前驱体水溶液中，金属铂和3d金属的摩尔比为(3—5)：(1—1.5)；以载体质量为100wt％，金属铂的质量百分数为0.5％—1％；

步骤2，将负载金属铂和3d金属的载体干燥后，在空气气氛中进行焙烧形成金属氧化物，以2—5℃/min的速度自室温20—25摄氏度升至300—350℃焙烧2—4h；

步骤3，在氢气—氩气气氛下对经步骤2处理的载体进行高温还原，以2—5℃/min的升温速率自室温20—25摄氏度升至400—450℃保持温度还原4—6h，在氢气和氩气组成的混合气体中，氢气的体积百分数为5—10％；金属铂倾向于富集到材料的表面，3d金属倾向于富集到材料内部，自材料的表面到内核，金属铂和3d金属呈现出恰恰相反的分布趋势，金属铂的分布含量逐渐减少，3d金属的分布含量逐渐增多；

步骤4，将步骤3高温还原的催化剂进行酸处理，以去除表面残留的3d金属，形成一层由金属铂组成的壳层，以及由金属铂和3d金属组成的内核。

2.根据权利要求1所述的负载型高选择性核壳结构双金属催化剂在丙烷脱氢中的应用，其特征在于，金属铂的质量百分数为0.75％—0.8％，金属铂和3d金属的摩尔比为3：(0.75—0.85)。

3.根据权利要求1或者2所述的负载型高选择性核壳结构双金属催化剂在丙烷脱氢中的应用，其特征在于，载体为市售SBA-15。

4.根据权利要求1或者2所述的负载型高选择性核壳结构双金属催化剂在丙烷脱氢中的应用，其特征在于，在进行使用时，催化剂进行压片处理，以得到20-40目的颗粒状催化剂进行使用。

5.根据权利要求1或者2所述的负载型高选择性核壳结构双金属催化剂在丙烷脱氢中的应用，其特征在于，在进行使用时，催化剂装入反应器，通入氮氢混合气，在3—5℃/min的升温速率自室温20—25摄氏度升至600—620℃并保温对催化剂进行还原，还原时间至少0.5小时，氮氢混合气中氢气体积百分数为10-15％；待还原完成后，控制反应器温度为550-650℃，以丙烷质量空速为3-10h^-1通入反应气进行反应，其中丙烷和氢气摩尔比为1:1，平衡气为氮气，丙烷、氢气和氮气的体积比7:7:11。