[发明专利]一种碳改性铜基催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳改性铜基催化剂，其特征在于，包括活性组分和包覆在活性组分表面的碳；所述活性组分包括氧化铜、氧化锌和氧化铝，或者包括铜、氧化锌和氧化铝；所述碳具有石墨结构；

所述碳改性铜基催化剂的制备方法，包括以下步骤：(i)当所述活性组分包括氧化铜、氧化锌和氧化铝时，所述碳改性铜基催化剂的制备方法包括以下步骤：

将金属盐、沉淀剂和水混合，进行共沉淀反应，得到共沉淀物；

将所述共沉淀物依次进行老化和第一焙烧，得到铜基催化剂；

将所述铜基催化剂和芳香烃混合，进行第二焙烧，得到碳改性铜基催化剂；

所述金属盐为活性组分中的金属元素对应的金属盐；

(ii)当所述活性组分包括铜、氧化锌和氧化铝时，所述碳改性铜基催化剂的制备方法包括以下步骤：

将所述共沉淀物依次进行老化、第一焙烧和还原反应，得到铜基催化剂；

所述金属盐为活性组分中的金属元素对应的金属盐；

所述金属盐独立的包括硝酸盐和/或醋酸盐；

所述沉淀剂独立的包括碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠中的至少一种；

所述芳香烃独立的包括苯、甲苯和二甲苯中的至少一种；

所述共沉淀反应的温度独立的为60～80℃，时间独立的为1～5h，所述共沉淀反应时体系的pH值独立的为6～8；

所述老化的温度独立的为20～50℃，时间独立的为10～15h；

所述第一焙烧的温度独立的为200～400℃，时间独立的为2～6h；

所述第二焙烧的温度独立的为200～500℃，时间独立的为2～5h。

2.根据权利要求1所述的碳改性铜基催化剂，其特征在于，所述碳改性铜基催化剂的粒度为20～40目。

3.根据权利要求1或2所述的碳改性铜基催化剂，其特征在于，所述活性组分和碳的质量比为1：(0.04～0.2)。

4.根据权利要求1或2所述的碳改性铜基催化剂，其特征在于，当所述活性组分包括氧化铜、氧化锌和氧化铝时，所述活性组分中氧化铜、氧化锌和氧化铝的质量比为(4～6)：(2.5～3.5)：(2.5～3.5)；

当所述活性组分包括铜、氧化锌和氧化铝时，所述活性组分中铜、氧化锌和氧化铝的质量比为(4～6)：(2.5～3.5)：(2.5～3.5)。

5.权利要求1～4任一项所述碳改性铜基催化剂的制备方法，其特征在于，(i)当所述活性组分包括氧化铜、氧化锌和氧化铝时，所述碳改性铜基催化剂的制备方法包括以下步骤：

将金属盐、沉淀剂和水混合，进行共沉淀反应，得到共沉淀物；

将所述共沉淀物依次进行老化和第一焙烧，得到铜基催化剂；

将所述铜基催化剂和芳香烃混合，进行第二焙烧，得到碳改性铜基催化剂；

所述金属盐为活性组分中的金属元素对应的金属盐；

(ii)当所述活性组分包括铜、氧化锌和氧化铝时，所述碳改性铜基催化剂的制备方法包括以下步骤：

将所述共沉淀物依次进行老化、第一焙烧和还原反应，得到铜基催化剂；

所述金属盐为活性组分中的金属元素对应的金属盐；

所述金属盐独立的包括硝酸盐和/或醋酸盐；

所述沉淀剂独立的包括碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠中的至少一种；

所述芳香烃独立的包括苯、甲苯和二甲苯中的至少一种；

所述共沉淀反应的温度独立的为60～80℃，时间独立的为1～5h，所述共沉淀反应时体系的pH值独立的为6～8；

所述老化的温度独立的为20～50℃，时间独立的为10～15h；

所述第一焙烧的温度独立的为200～400℃，时间独立的为2～6h；

所述第二焙烧的温度独立的为200～500℃，时间独立的为2～5h。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，(ii)中所述还原反应在H₂/N₂混合气氛中进行，所述H₂/N₂混合气氛中H₂的体积分数为4～7％；所述还原反应的温度为200～350℃，时间为3～10h。