[发明专利]一种低碳烷烃脱氢催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种低碳烷烃脱氢催化剂，其特征在于：所述催化剂以非贵金属为催化活性成分，Pt为助剂，核壳结构纳米金刚石为载体制成；

各组分含量按重量百分数计为：非贵金属0.1~5.0%、Pt 0.1~7.0%、核壳结构纳米金刚石78~99.8%，其重量百分数之和为100%。

2.根据权利要求1所述的低碳烷烃脱氢催化剂，其特征在于：所述非贵金属包括Sn、Ga、Zn、Fe、Cu、Ni、Zr、Ce、Ir、La、In中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的低碳烷烃脱氢催化剂，其特征在于：所述催化剂的孔径为10~15nm，比表面积为300~400m²/g，总孔体积为0.1~2.0cm³/g。

4.一种如权利要求1-3任意一项所述低碳烷烃脱氢催化剂的制备方法，其特征在于：将纳米金刚石在惰性气体中进行高温焙烧，制得核壳结构纳米金刚石，然后通过浸渍法在其上同时负载非贵金属和Pt，再经还原剂或氢气进行还原，制得所述催化剂。

5.根据权利要求4所述低碳烷烃脱氢催化剂的制备方法，其特征在于：所述纳米金刚石的粒径为20~250nm；其高温焙烧的温度为1000~1400℃，时间为2~20h。

6.根据权利要求4所述低碳烷烃脱氢催化剂的制备方法，其特征在于：所述浸渍法是将经高温焙烧后得到的核壳结构纳米金刚石置于由含铂化合物溶液、非贵金属前驱体溶液及去离子水组成的混合溶液中进行浸渍，浸渍时的液固比为50~70mL/g，浸渍温度为15~45℃。

7.根据权利要求6所述低碳烷烃脱氢催化剂的制备方法，其特征在于：所述含铂化合物溶液及非贵金属前驱体溶液中Pt与非贵金属的含量均为0.05~5.0mg/mL；

所述含铂化合物为硝酸铂、氯铂酸、氯铂酸钾、二氯四氨合铂或乙酰丙酮铂；

所述非贵金属前驱体为非贵金属的氯化物或硝酸盐。

8.根据权利要求4所述低碳烷烃脱氢催化剂的制备方法，其特征在于：采用还原剂进行还原时，所用还原剂与Pt的摩尔比为10~20:1，还原温度为50~300℃，还原时间为0.5~4h；所述还原剂为乙二醇、C₁~C₃的羧酸或C₁~C₃的羧酸钠；

当采用氢气进行还原时，还原温度为500~600℃，还原时间为0.5~10h。

9.一种权利要求1所述催化剂中低碳烷烃脱氢反应中的应用，其特征在于：脱氢反应温度为500~650℃、压力为0.1~0.5MPa；

所述低碳烷烃为C₃~C₅的烷烃。