[发明专利]一种用于合成气直接制乙醇的催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于合成气直接制乙醇的催化剂，其特征是，所述催化剂是由核壳复合型费托合成催化剂和活性组分Rh结合而成，所述核壳复合型费托合成催化剂以改性费托合成催化剂为核、介孔SiO₂为壳，活性组分Rh浸渍到核壳复合型费托合成催化剂上。

2.根据权利要求1所述的一种用于合成气直接制乙醇的催化剂，其特征是，所述改性费托合成催化剂的活性组分由Cu、Fe或者Cu、Fe、Zn或者Cu、Fe、Mn、Zn组成，所述Cu：Fe：Mn：Zn的摩尔比为（0.2~3）:（0.05~2）:（0~1）:（0~8）。

3.根据权利要求1所述的一种用于合成气直接制乙醇的催化剂，其特征是，所述核壳复合型费托合成催化剂中的金属氧化物与SiO₂的重量之比为50~1。

4.根据权利要求1所述的一种用于合成气直接制乙醇的催化剂，其特征是，所述催化剂中活性组分Rh的含量是0.01-2 wt.%。

5.根据权利要求1所述的一种用于合成气直接制乙醇的催化剂，其特征是，所述催化剂中活性组分Rh的含量是0.05-0.5 wt.%。

6.一种用于合成气直接制乙醇的催化剂的制备方法，其特征是，包括：

通过共沉淀法制备改性费托合成催化剂；

将制备的改性费托合成催化剂均匀分散于聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，搅拌过夜，离心或者抽滤洗涤，将得到的沉淀物分散于含有十六烷基三甲基溴化胺、氨水、乙醇和水的混合溶液中，然后，逐滴加入正硅酸乙酯，在室温条件下进行反应6-48 h；抽滤或者离心洗涤，所得沉淀物置于烘箱干燥后，置于马弗炉中焙烧制得核壳复合催化剂；

采取等体积浸渍法将Rh浸渍到制得的核壳复合催化剂上，室温晾干后，置于烘箱干燥，即得所需的催化剂。

7.根据权利要求6所述的一种用于合成气直接制乙醇的催化剂的制备方法，其特征是，所述共沉淀法制备改性费托合成催化剂的具体方法为：

（1）混合盐溶液的配制：将Cu、Fe或者Cu、Fe、Zn或者Cu、Fe、Mn、Zn金属元素的无机盐按照设定比例称取后溶于去离子水中，配制成混合盐溶液；

（2）沉淀剂溶液的配制：将碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水的一种或者几种溶解于水配制成沉淀剂溶液；

（3）共沉淀反应：将步骤（1）得到的混合盐溶液和步骤（2）得到的沉淀剂溶液采取并流滴加进行共沉淀反应，反应温度控制在40-90℃、沉淀溶液的pH值控制在7.5-12.0，反应后陈化2-5 h，抽滤或者离心洗涤至中性。

8.根据权利要求6所述的一种用于合成气直接制乙醇的催化剂的制备方法，其特征是，所述核壳复合催化剂制备时，所得沉淀物置于110℃烘箱干燥，随后，置于马弗炉中在空气氛围下300-500℃焙烧1-10 h制得核壳复合催化剂。

9.权利要求1-5中任一所述的催化剂在合成气直接制乙醇的反应中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征是，反应前，首先将所制备的催化剂在H₂气氛下进行还原，还原温度为200-500℃，还原时间为2-8 h，然后进原料气，进行合成气直接制取乙醇的反应，反应温度为200-600℃，反应压力为2-6 MPa，原料气总体积空速为1000-10000h^-1，H₂/CO的摩尔比为0.5-3。