[发明专利]一种铝共享金属-沸石双功能催化剂及制备方法和应用

权利要求书

1.一种铝共享金属-沸石(ASMZ)双功能催化剂的制备方法，其包括如下步骤：

S1:配制含有Cu²⁺、M^m+和Al³⁺的混合金属盐溶液；其中，M＝Zn、Zr、Mn、Ce或Co，m为金属离子M的价态；

S2:将S1得到的金属盐溶液，向被持续搅拌的沉淀剂溶液中滴入，直至溶液pH值稳定在7-8之间，得到混合溶液；

S3:使S2中的混合溶液静置老化，再将过滤、洗涤、烘干后得到的滤饼在高温下煅烧，得到加氢催化剂Cu-MO_x-Al₂O₃粉末；

S4:将S3得到的Cu-MO_x-Al₂O₃粉末均匀分散在去离子水中，依次加入模板剂和氯化钠，室温下连续搅拌；

S5:根据预设的ZSM-5沸石中硅铝比的需求，以Cu-MO_x-Al₂O₃粉末中的铝为唯一铝源，向S4得到的溶液中逐滴加入适量硅源，在室温下搅拌0.5h-5h后再在加热下搅拌，经充分搅拌后，于室温下静置老化；

S6:将S5中老化后的混合溶液转移至高压反应釜中，在加热条件下水热反应2-4天，冷却、过滤、洗涤、干燥后得到催化剂前驱体；

S7:高温下煅烧S6得到的催化剂前驱体以去除模板剂，然后置于铵盐溶液中离子交换3-5次，洗涤、过滤、干燥后再次煅烧，得到铝共享金属-沸石双功能催化剂。

2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤S7得到的铝共享金属-沸石双功能催化剂包含：

Cu-MO_x-Al₂O₃纳米微粒和纳米ZSM-5沸石；

M为金属元素，Cu以铜金属或铜氧化物形式存在；

所述纳米ZSM-5沸石原位生长在所述Cu-MO_x-Al₂O₃纳米微粒的表面，且所述纳米ZSM-5沸石与Cu-MO_x-Al₂O₃纳米微粒共享Al原子。

3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述Cu-MO_x-Al₂O₃纳米微粒的平均粒径不大于100nm，ZSM-5沸石的平均粒径不大于200nm，ZSM-5沸石结合在所述Cu-MO_x-Al₂O₃纳米微粒表面。

4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述沉淀剂溶液恒温在设定温度，设定温度为45～70℃。

5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤S3中，老化温度为45～70℃；滤饼的煅烧温度为350～500℃，煅烧时间为4-6h，煅烧气氛为空气、氮气或氩气。

6.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤S4中，模板剂为包括但不限于四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵、四乙基氢氧化铵、乙二胺、氨水和吡啶在的一种或几种。

7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤S5中，以Cu-MO_x-Al₂O₃粉末中的铝为唯一铝源，加入硅源使硅铝比不低于5；

所述硅源包括但不限于正硅酸乙酯、单分散SiO₂、硅溶胶及白炭黑中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤S7中，

去除模板剂的煅烧温度为450-600℃，煅烧4-6h，煅烧气氛为空气、氮气或氩气；

用于铵离子交换的铵盐包括但不限于氯化铵、硝酸铵和氨水在的一种或几种；

再次煅烧温度为250-500℃，煅烧时间为4-6h，煅烧气氛为空气、氮气或氩气。

9.权利要求1-8任一项所述的制备方法制备的铝共享金属-沸石双功能催化剂用于CO₂催化加氢，制备甲醇和/或二甲醚。