[发明专利]一种用于合成气制低碳醇的催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于合成气制低碳醇的催化剂，其特征在于，包括多元金属氧化物（Cu²⁺Co²⁺M²⁺）M³⁺，以及负载的Rh和碱金属助剂，其中M²⁺包括Mn²⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Ni²⁺、Ca ²⁺中的一种或几种，M³⁺包括Al³⁺、Fe³⁺、Ga³⁺、La³⁺、Cr³⁺中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的一种用于合成气制低碳醇的催化剂，其特征在于，所述碱金属包括K、Na、Cs、Li中的一种或几种，所述碱金属的负载量为多元金属氧化物的0.01wt%～2wt%。

3.根据权利要求1所述的一种用于合成气制低碳醇的催化剂，其特征在于，所述Rh的负载量为多元金属氧化物的0.01wt%～3wt%。

4.根据权利要求1所述的一种用于合成气制低碳醇的催化剂，其特征在于，所述多元金属氧化物中，以金属元素计，Cu、Co、M²⁺、M³⁺总的质量百分含量为100%，其中各组份质量百分比为：Cu 20～60%、Co 10～45%、M²⁺ 10～50%、M³⁺ 10～50%。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种用于合成气制低碳醇的催化剂的制备方法，其特征在于，包括：通过共沉淀方法制备类水滑石前体，并以此前体制备多元金属氧化物，再采用等体积浸渍方式将Rh及碱金属浸渍到多元金属氧化物上，干燥、焙烧后得到所需的催化剂。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述浸渍时间为10～24小时，在60～80℃干燥6～20小时，在300～500℃焙烧3～5小时。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述Rh选择硝酸铑或氯化铑其中一种，所述碱金属包括K、Na、Cs、Li的硝酸盐或氯化物，选择其中一种或几种。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述多元金属氧化物的制备方法包括：

以水为溶剂，将所用金属盐溶于去离子水中，总离子摩尔浓度为0.3～2.0M，此为A溶液；

称取Na₂CO₃、K₂CO₃中的一种，另称取NaOH、KOH中的一种，两者同时溶于去离子水中混合，配制成沉淀剂，其中Na₂CO₃或K₂CO₃的摩尔量为[M³⁺]的1.5～2.5倍，NaOH或KOH的摩尔量为（[Cu]+ [Co] +[ M²⁺]）的1.5～2.8倍，且总摩尔浓度0.5～2.0M，此为B溶液；

将配制好的A、B溶液同时滴加到四口烧瓶中共沉淀，沉淀物在60～90℃下老化3～24h，洗涤、干燥、焙烧后得到多元金属氧化物。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述滴加速度为2～10ml/min，PH为8～9，反应温度60～90℃，搅拌转速300～700rpm；采用等量去离子水洗涤5～10次，在60～80℃干燥6～20小时，在300～500℃焙烧3～5小时。

10.权利要求1-4任意一项所述的一种用于合成气制低碳醇的催化剂的应用，其特征在于，以H₂体积含量为20～100%的H₂ 、N₂混合成的还原气，在气体空速200～1000h^-1、压力0.05～1.0Mpa、温度300～550℃的条件下对该催化剂还原3～6小时；还原后的催化剂降温至反应温度，进行合成气制低碳醇反应，反应原料气中H₂/CO的摩尔比为1～3，反应压力为2～5Mpa，反应温度200～330℃，反应气体空速为3000～12000 h^-1。