[发明专利]纳米级Ni-Fe/Al2O3催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及Ni‑Fe/Al₂O₃催化剂技术领域，是一种纳米级Ni‑Fe/Al₂O₃催化剂及其制备方法和应用，前者含有第一种活性组分Ni、第二种活性组分Fe和载体Al₂O₃，其原料包括镍盐、铁盐、铝盐和乙二醇，通过将镍盐、铁盐和铝盐溶于乙二醇和无水乙醇混合溶液中，滴加去离子水，得到的催化剂前驱体试样进行升温加热得到纳米级催化剂燃烧体试样，用H₂进行还原2小时至4小时，得到纳米级Ni‑Fe/Al₂O₃催化剂。本发明制备方法简单、快速，得到的Ni‑Fe/Al₂O₃催化剂为纳米材料，应用于1,4‑丁炔二醇加氢合成1,4‑丁二醇时，具有1,4‑丁炔二醇的转化率和1,4‑丁二醇选择性都高的特点，易于产业化。

技术领域

本发明涉及Ni-Fe/Al₂O₃催化剂技技术领域，是一种纳米级Ni-Fe/Al₂O₃催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

目前，基于乙炔与甲醛为原料的Reppe法合成1,4一丁二醇工艺在我国具有得天独厚的优势。长期以来，由Reppe法生产1,4一丁二醇的Ni基催化剂制备技术一直被国外所垄断，目前仅有个别的专利报道。我国BDO产业起步于本世纪初，是从山西三维集团从美国ISP公司引进Reppe法生产工艺开始。发展至今，其关键技术催化剂仍以进口为主，未能实现国产化。

文献之一《分子催化》2014.Vo1.28.№2.119～125由亢丽娜、郭江源、张宏喜、李海涛、徐亚琳、赵永祥发表的“Ni/SiO₂-Al₂O₃催化剂在水相加氢体系中的活性及稳定性研究”一文，采用浸渍法制备了不同Si含量的Ni/SiO₂-Al₂O₃催化剂，当Si含量为3%时，表现出较好的加氢性能。

文献之二《Journal of Catalysis》2017. Vol.348.№3.9～21由G.Xanthopoulou，O. Thoda，E.D. Metaxa，G. Vekinis，A. Chroneos发表的“Influence ofatomic structure on the nano-nickel-based catalyst activity produced bysolution combustion synthesis in the hydrogenation of maleic acid”其采用溶液燃烧法合成的Ni/NiO催化剂用于顺丁烯二酸加氢，表现出较好的加氢性能。

实验证明，在Ni/Al₂O₃催化剂存在下，1,4-丁二醇选择性77.1%。然而，针对反应以水为溶剂的特点，Ni/Al₂O₃催化剂易水合问题。因此，研发具有自主知识产权的催化剂，打破国外对BDO催化剂垄断的局面，是我国BDO行业亟待解决的一大难题。

发明内容

本发明提供了一种纳米级Ni-Fe/Al₂O₃催化剂及其制备方法和应用，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决Ni-Fe/Al₂O₃催化剂应用在1,4-丁炔二醇加氢合成1,4-丁二醇中，存在1,4-丁二醇选择性不高的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种纳米级Ni-Fe/Al₂O₃催化剂，含有第一种活性组分Ni、第二种活性组分Fe和载体Al₂O₃，其中，Ni的质量百分含量为15%至60%，Fe的质量百分含量为1%至10%，余量为载体三氧化二铝，原料包括镍盐、铁盐、铝盐和燃料溶液。