[发明专利]一种氮化钼加氢脱氧催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明研究了一种负载型氮化钼催化剂及其制备方法。所述的催化剂以介孔碳(MC)为载体，采用等体积浸渍法，将活性组分负载在载体上，经过干燥后得到催化剂的前驱体，将得到的前驱体先碳化再氮化得到负载的氮化钼催化剂。该方法制备出的催化剂对愈创木酚加氢脱氧反应具有较高的活性，对苯具有较高的选择性。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域、具体涉及一种用于催化愈创木酚选择性加氢脱氧的催化剂。

背景技术

化石燃料的不可再生性及其大量消耗导致能源供给趋紧及生态环境的不断恶化，引起了人们对环境友好型可再生能源研究和开发的关注。在此背景下，对重要可再生资源的木质纤维素类生物质的研究日益受到重视。木质素是木质纤维素类生物质的主要组成部分，是木质纤维素类生物质水解发酵制乙醇工业和造纸工业的主要副产物，由于得不到充分利用，变成了环境污染物，严重污染了环境。因此从环境保护和可持续发展战略出发，利用木质素生产烷烃燃料，兼具有效利用资源和治理环境的双重意义。

木质素是一种由苯丙烷结构组成的天然高分子聚合物，通过定向催化裂化，可以得到富含芳香环的液体产物。但其中含有大量的含氧衍生物，尤其是大量的愈创木酚基结构的酚类衍生物化合物。其热度低、粘度大、不稳定、腐蚀性强不能直接做为燃油替代品，因此，对木质素解聚产物进行高效催化加氢脱氧工艺处理(HDO)，是生产高品质生物油的必经途径。

早期，生物油的加氢脱氧处理工艺主要利用硫化的NiMo、CoMo做为催化剂，这种催化剂有很好的加氢脱氧效果，可以实现生物油性能指标的全面提升。然而硫化的活性金属催化剂具有不稳定性，有很多副产物的生成。而且硫化物催化剂会引入含硫化合物，使得产物降低，为克服缺点，研究者将贵金属做为替代物，如负载的Rh、Pt，Pd等，但是贵金属价格贵，在一定程度上限制它的广泛使用。

发明内容

针对现有技术存在的缺点和不足，本发明制备了一种相对廉价的过渡金属氮化钼催化剂对愈创木酚进行加氢脱氧研究，通过以介孔碳为载体，以为活性组分，采用等体积浸渍法，将活性组分负载在载体上，经过干燥后得到催化剂的前驱体，然后将得到的前驱体先碳化再氮化得到氮化钼催化剂。本发明制备的氮化钼催化剂不仅价格低廉，而且具有良好的加氢脱氧效果，具有很高的生产价值。

本发明以对愈创木酚化合物(是最能代表木质素裂解化合物特征的含氧衍生物)进行加氢脱氧为目标，利用合成的氮化钼作为催化剂，能有效提高对苯的选择性。

本发明提供的氮化钼加氢脱氧催化剂，所述催化剂以介孔碳(MC)作为载体，以氮化钼作为活性组分，其中，活性组分以三氧化钼质量计占催化剂质量的5％～50％。

本发明还提供了一种氮化钼催化剂的制备方法，所述制备方法采用等体积浸渍法，将钼的盐溶液负载在催化剂的载体上，经过干燥，先碳化再氮化制得。

所述的等体积浸渍法制备氮化钼催化剂的具体步骤如下：

a.预先用2M浓盐酸对介孔碳进行处理，然后依据介孔碳(MC)的吸水率准确称取介孔碳，经干燥焙烧后作为浸渍载体；

b.将钼酸铵溶于纯净水中，得到浸渍液；

c.将步骤(b)得到的浸渍液与步骤(a)得到的浸渍载体等体积浸渍，在室温下浸渍12h，干燥后即得到催化剂的前驱体；

d.将步骤(c)得到的催化剂前驱体先碳化再氮化得到氮化钼催化剂；

其中，本发明催化剂中，载体介孔碳(MC)、SBA-15、Ce-SBA-15可以采用现有市售商品，也可以按现有技术制备。

步骤(c)中所述的干燥条件为：干燥箱中100～120℃下干燥1～12h；