[发明专利]一种高分散硫化CoMoS

说明书

一种高分散硫化CoMoS_xO_y@C双金属催化剂的制备方法和应用，负载型催化剂技术领域。双金属硫化态催化剂的制备方法，选用α‑纤维素作为生物炭源，将金属Co和Mo分散在α‑纤维素上，干燥后置于管式炉中缓慢原位热解，得到Co、Mo双金属高度分散的前驱体Co‑MoO₂@C；最后，将该前驱体进行硫化，得到金属高度分散的生物炭负载的CoMoS_xO_y双金属硫化态催化剂。优点：该制备工艺简单，原料廉价易得，相比于非负载型金属硫化物来说，降低了对设备的腐蚀性以及固废处理费用，所得到的催化剂应用于褐煤相关模型化合物以及褐煤的催化加氢裂解，表现出优异的活性，且稳定性好、生产周期短。

技术领域

本发明涉及负载型催化剂技术领域，特别是一种高分散硫化CoMoS_xO_y@C双金属催化剂的制备方法和应用。

背景技术

褐煤的直接液化工艺，可以从褐煤中获取组成丰富的轻质焦油，这是一种重要的化工原料，可以从中分离出多种化学品，如咔唑、喹啉和酚油等，也可以通过催化加氢转化进一步提质为清洁液体燃料，具有很大的利用空间和利用价值。然而，通过该方法获得的轻质焦油的收率还有待提高，催化剂的选取也存在很多需要关注的问题，如催化剂造价、稳定性和反应活性等。

现有技术中，褐煤直接液化工艺采用的硫化态Mo基催化剂可分为非负载型和负载型两大类。

非负载型硫化态Mo基催化剂，如硫化态Co-Mo或Ni-Mo催化剂，可以有效活化H₂，并促进活性氢的转移，随后裂解褐煤片段中的>C-O-桥键。然而，这类催化剂的金属用量较大，为了确保基底表面和边缘具有足够的活性位点，需要降低催化剂的晶体厚度，提高不饱和位点的数量，这导致造价的升高。此外，这类催化剂的比表面积通常较低，这阻碍了活性位点与底物之间的接触。而高温反应过程中的硫损失也在一定程度上造成设备的腐蚀和环境的污染。

负载型硫化态Mo基催化剂，常用的载体包括活性炭、γ-Al₂O₃和分子筛等，载体可以提供高比表面积和适宜孔道的场所，这在一定程度上促进了传质的进行。同时也增强了催化剂的机械强度，降低不必要的活性位损失。负载方法多为浸渍法，之后进行焙烧和硫化程序，最终获得硫化态的催化剂。但是常规的浸渍法仅可以使部分金属分散在载体的表面和介/大孔道中，并不能让活性组分彻底地、均匀地与载体接触，孔道的堵塞也不利于活性位点与底物的接触，导致催化加氢裂解活性差，焦油收率不高；此外，水热硫化法也可以获得负载型硫化态的催化剂，但该方法的大规模生产较难实现，并且活性组分的分散度较差。

现有褐煤相关模型化合物以及褐煤的催化加氢裂解相关催化剂的制备中，存在活性组分易流失、催化活性低以及金属分散度差等问题。

发明内容

本发明的目的是要提供一种制备过程和工艺相对简单、安全、可行的并且可以大规模生产的高分散硫化CoMoS_xO_y@C双金属催化剂的制备方法和应用，解决传统负载型催化剂制备中传质差和金属分散度差的问题。

本发明的目的是这样实现的：双金属硫化态催化剂的制备方法，选用α-纤维素作为生物炭源，将金属Co和Mo分散在α-纤维素上，干燥后置于管式炉中缓慢原位热解，得到Co、Mo双金属高度分散的前驱体Co-MoO₂@C；最后，将该前驱体进行硫化，得到金属高度分散的生物炭负载的CoMoS_xO_y双金属硫化态催化剂。

制备方法具体步骤如下：