[发明专利]用于催化二氧化碳制乙醇的钴基催化剂的制备方法及应用

权利要求书

1.一种用于催化二氧化碳制乙醇的钴基催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)取可溶性钴盐、可溶性铝盐与水配置成混合溶液，混合溶液中钴的浓度为0.1～0.5M，铝的浓度为0.03～0.15M；向混合溶液中加入沉淀剂，在加热与搅拌下进行反应，沉淀剂用量控制为钴和铝总摩尔数的8～12倍；反应过程中控制加热温度为100～110℃，反应时间为6～12h，反应结束获得CoAl水滑石；

(2)将CoAl水滑石在90～110℃下干燥8～16h，然后在300～600℃下焙烧3～6h，制得CoAlO_x混合氧化物；

(3)将CoAlO_x混合氧化物在流动的H₂与Ar的混合气体氛围中进行还原反应，反应温度300～650℃，反应时间2～6h；混合气体氛围中H₂的体积分数控制在5～20％，气体流速控制在70～90sccm；反应完成后自然冷却至室温，得到CoAlO_x催化剂；

所述沉淀剂是指：尿素、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氨水或草酸中的任意一种；

所述可溶性钴盐和可溶性铝盐含有结晶水或不含结晶水；其中，可溶性钴盐是硝酸钴、乙酸钴、硫酸钴或氯化钴中的任意一种；可溶性铝盐是硝酸铝、乙酸铝、硫酸铝或氯化铝中的任意一种。

2.利用权利要求1所述CoAlO_x催化剂将二氧化碳加氢合成乙醇的方法，其特征在于，是将CoAlO_x催化剂应用于液固相反应或气固相反应中，将二氧化碳加氢合成乙醇；

(1)用于液固相反应时：

取5～50mg催化剂和0.5～5mL溶剂，置于容积20～100mL的反应釜中；向反应釜中充入0.1～4.0MPa的反应气体，反应气体中H₂:CO₂的摩尔比为2.5～3.5；控制反应温度为100～240℃，反应时间为1～24h；反应结束后，得到的主产物为乙醇，副产物为甲醇、丙醇和丁醇；

(2)用于气固相反应时：

取0.1～1.0g催化剂，破碎至20～60目，并以与催化剂尺寸相等的石英砂掺混，石英砂与催化剂的质量比为1～5；将混合物填充至石英反应管中，通入反应气体，反应气体中H₂:CO₂的摩尔比2.5～3.5；控制气体流速为1.0～10.0L/g_cat·h，反应压力为0.1～4.0MPa，反应温度为100～240℃；反应结束后，得到的气体产物为一氧化碳和甲烷，液态产物中的主产物为乙醇，副产物为甲醇、丙醇和丁醇。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在液固相反应中，所用的溶剂是水、环己烷、甲苯、乙苯、二氯甲烷、三氯甲烷、二甲亚砜、乙腈或丙酮中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述反应气体中还包含不参与反应的平衡气体，该平衡气体是N₂、He或Ar。