[发明专利]一种加氢催化剂以及制备方法、应用

说明书

本申请公开了一种加氢催化剂及其制备方法。该加氢催化剂包括载体和活性组分；所述活性组分负载在所述载体上；所述载体包括掺氮石墨烯修饰的氧化硅；所述活性组分包括活性元素；所述活性元素选自贵金属元素中的至少一种。本申请提供了一种微米级的、原位生长掺氮石墨烯的、耐磨的球形氧化硅载体，并负载贵金属活性组分的加氢催化剂，及其制备方法，该催化剂具有活性组分分散度高、催化剂孔径可调、耐磨性高、活性高、稳定性好的特点，且该方法简单易行，效率高，容易实现大规模的生产。

技术领域

本申请涉及一种加氢催化剂以及制备方法、应用，属于化工材料技术领域。

背景技术

对于贵金属负载型催化剂而言，如何增大贵金属颗粒在载体上的分散度，是提高催化剂活性的前提下，降低产业成本的常用手段。目前，工业中贵金属催化剂多采用浸渍法、离子交换法、化学沉积沉淀法进行制备，其主要的思路在于如何在已经成型好的载体上进行进一步的贵金属负载，然而所制备的活性组分一般在存在于载体的表面。然而采用上述常规的制备方法，不可避免的存在由于催化剂之间的碰撞、摩擦而导致催化剂表面活性组分贵金属的流失造成后续反应效率下降。对于一般的流化床工艺的催化剂而言，如何稳固活性组分是提高催化剂活性、稳定性的关键性因素。

现有技术中，采用球形载体颗粒的方式提高催化剂活性、稳定性。目前制备球形催化剂的方法有喷雾干燥法、球形整粒法、微乳法、转动成型法等。专利CN 1660489 A是利用喷雾干燥法制备铜系甲醇合成催化剂，该方法的有进出料温度高的缺点。现有技术球形整粒制备球形催化剂的方法，一般都是将物料中加入胶溶剂和成型助剂。胶溶剂一般都为硝酸、柠檬酸、乙酸或酒石酸等。成型助剂一般为田菁粉或聚乙二醇等。通过圆柱孔板挤出的圆柱条的粘连性、流变性不好，致使成型效率不高。CN101497044B公开了一种齿球形重质油加氢处理催化剂及其制备方法。氧化铝载体前身物的制备：氢氧化铝中加入胶溶剂、扩孔剂和成型助剂，混合均匀后，加入去离子水及硝酸，混合均匀，制得软块状可塑体；所述胶溶剂为硝酸、柠檬酸、乙酸或酒石酸或前述任意两种以上的混合物。这样强酸与氧化铝势必会发生较强的相互作用，会造成孔容和比表面损失严重，使最终催化剂的孔容和比表面积降低。

因此，如何使催化剂具有高活性、高稳定性、高分散性成为亟待解决的技术问题。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种加氢催化剂，该催化剂活性组分在掺氮石墨烯的作用下有较高的分散度和较为集中的粒度分布，使得催化剂有较高的活性、选择性和稳定性。

本申请所提供的加氢催化剂，包括载体和活性组分；所述活性组分负载在所述载体上；所述载体包括掺氮石墨烯修饰的氧化硅；所述活性组分包括活性元素；所述活性元素选自贵金属元素中的至少一种。

可选地，所述掺氮石墨烯原位生长于所述氧化硅上；

所述载体为掺氮石墨烯修饰的球形氧化硅；

所述载体中，所述掺氮石墨烯与所述球形氧化硅的质量比为0.5％-50％；

所述氧化硅具有介孔结构，孔径为2-50nm，比表面积为200-450m²/g，孔容为0.5-1.5ml/g。

具体地，掺氮石墨烯通过过渡金属为催化剂，利用气相沉积法原位生长。

可选地，所述加氢催化剂中所述活性组分的质量含量为0.01％-1％；

其中，所述活性组分的质量含量以活性元素的质量含量计算；

所述贵金属元素选自钌、铑、钯、锇、铱、铂中的至少一种。

可选地，所述加氢催化剂的颗粒直径为30-100μm；所述活性组分的粒径为5～30nm。

本申请还提供了一种制备加氢催化剂的方法，包括步骤：

(1)获得微米级球形氧化硅；