[发明专利]一种Ni-Zn-Co金属复合催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种Ni‑Zn‑Co金属复合催化剂，所述催化剂中Ni：Zn：Co的质量比为0.228～0.685：0.744～1.241：0.083～0.248。本发明还提供了Ni‑Zn‑Co金属复合催化剂的制备方法，采用新型催化剂合成方法，在合成气氛与反应气氛一致情况下，通过优化组合，溶液反应、空气中煅烧，并在固定床反应器内用氢气还原后最终制备出分散性好、形貌均匀的Ni‑Zn‑Co金属复合催化剂，将其用于乙炔选择催化加氢，得到了高乙炔转化率和高乙烯选择性的组合配方，且反应条件温和，便于操作和工业放大。

技术领域

本发明属于催化剂制备领域，具体涉及一种Ni-Zn-Co金属复合催化剂及其制备方法。

背景技术

在乙炔选择催化加氢制成乙烯的反应中，通常采用以氧化铝为载体的钯基催化剂，同时还添加碱金属或碱土金属以提高乙炔转化率和乙烯的选择性。尤其是在负载型Pd-Ag/Al₂O₃催化剂中，Ag的添加更能有效提高乙炔选择加氢制备乙烯的选择性。采用贵金属Pd作为有效活性组分，催化剂不仅价格昂贵，而且容易遭受乙炔气中含有的硫化物、磷化物和砷化物等杂质气的毒化而失活。而Ni-Zn体系的负载型催化剂因其价格低廉，耐毒能力强等优点，是最有可能替代贵金属Pd-Ag体系。而催化剂活性组分的形貌、表面结构对其性能具有显著影响，近年研究表明，利用小分子(CO、H₂、O₂)吸附性能，可以控制晶体表面的结构，从而影响其性能，尤其是在合成贵金属方面取得一些成果。到目前为止，还未有文献报道过，在反应体系所需气相氛围下，合成用于与该气相反应相关的催化材料。

因此，通过调控催化剂的组成和表面结构，得到对乙炔具有高选择性并对乙烯具有高转化率的催化剂成为本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种Ni-Zn-Co金属复合催化剂及其制备方法，采用新型催化剂合成方法，在合成气氛与反应气氛一致情况下，通过优化组合，最终制备分散性好、形貌均匀的Ni-Zn-Co金属复合催化剂，并将该催化剂应用于乙炔选择催化加氢，得到了高乙炔转化率和高乙烯选择性的组合配方，且反应条件温和，便于操作和工业放大。

一方面，本发明提供了一种Ni-Zn-Co金属复合催化剂，其特征在于，所述催化剂中，Ni：Zn：Co质量比为0.228～0.685：0.744～1.241：0.083～0.248。

进一步的，所述催化剂为无孔的纳米颗粒催化剂。

进一步的，所述催化剂粒径为12-19nm。

进一步的，所述催化剂比表面积为40～50m²/g。

另一方面，本发明提供了一种上述Ni-Zn-Co金属复合催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1：按比例称取乙酰丙酮镍、乙酰丙酮锌和乙酰丙酮钴，加入油胺中，搅拌至乙酰丙酮盐全部溶解得混合溶液，其中原料乙酰丙酮镍、乙酰丙酮锌、乙酰丙酮钴的质量比为1-3:3-5:0.5-1.5；

步骤2：将所述混合溶液置于氢气和乙炔混合气氛中，搅拌，在一定温度下反应，冷却，离心分离并干燥得煅烧前驱物；

步骤3：使步骤2所得的煅烧前驱物在空气气氛下煅烧即得复合氧化物；

步骤4：用氢气还原所述复合氧化物，得到所述Ni-Zn-Co金属复合催化剂。

进一步的，所述乙酰丙酮镍、乙酰丙酮锌、乙酰丙酮钴和油胺的质量比为1-3:3-5:0.5-1.5：100，优选为1.0-1.5:4-5:1.0-1.5：100。

本发明中，乙炔的纯度为体积分数为99％及以上，杂质硫化氢小于50ppm，磷化氢小于100ppm，砷化氢小于40ppm，氢气的纯度为体积分数99.9％及以上。