[发明专利]一种钌基催化剂及其制备方法和用途

说明书

本发明提供一种钌基催化剂及其制备方法和用途，所述钌基催化剂至少包括钌金属氧化物和载体。本发明所得催化剂具有制备简单、易重复的特点，在温和条件下具有较好的混合醇选择性，同时具有极低的二氧化碳选择性。

技术领域

本发明涉及金属催化剂领域，特别是涉及一种钌基催化剂及其制备方法和用途。

背景技术

随着石油资源的日益枯竭，煤炭资源的开发利用变得尤为迫切。在煤的利用中，以合成气转化制备高值化学品为基础的转化路线是其中一种重要的途径。目前基于合成气转化的路线中，费托合成、甲醇合成和甲醇制烯烃均已实现工业化，而由合成气一步法制备混合醇因其催化剂的选择性低、稳定性低等而未能实现工业化。

混合醇是应用价值很高的化学品，一方面能够作为汽油添加剂，另一方面能够直接作为清洁汽油供应交通工具使用，此外其中的高碳数醇还能够作为表面活性剂、增塑剂、化妆品等大宗化学品的基础原料。

目前文献中关于合成气一步法制备混合醇合成的催化剂主要包括四种类型：1)Rh基催化剂；2)Mo基催化剂；3)改性甲醇催化剂；4)改性FT催化剂。其中，Rh基催化剂不仅活性高，对于混合醇的选择性也高，其产物主要是乙醇。

但是由于Rh元素价格昂贵，催化剂容易中毒，而且其高碳醇的占比很低，难以实现工业化。Mo基催化剂具有很好的抗硫性，但是其催化剂反应条件较为苛刻，对于混合醇的选择性较低，限制了其进一步应用。改性甲醇催化剂一般是基于Cu基甲醇催化剂进行助剂添加等改性。一般其产物仍旧以甲醇为主，高碳醇的占比不高。CuCo和CuFe催化剂均是改性费托催化剂中的典型。CuCo催化剂具有较高的混合醇选择性同时反应条件较为温和，但是催化剂的稳定性很差，而CuFe催化剂其反应较为温和但是混合醇的选择性有限。以上报道的催化剂一直未到达工业化的标准，因此新型催化剂的开发尤为必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种钌基催化剂及其制备方法和用途，用于解决现有技术中钌基催化剂价格昂贵、容易中毒、催化产物中高碳醇的占比低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过以下技术方案获得的。

本发明提供一种钌基催化剂，所述钌基催化剂包括至少钌金属氧化物和载体。

根据上述所述的钌基催化剂，以所述载体的质量为基准计，所述钌金属氧化物中钌元素的质量为0.1wt％～15wt％，优选地，所述钌金属氧化物中钌元素的质量为0.5wt％～5wt％。

根据上述所述的钌基催化剂，所述载体选自硅胶、Al₂O₃粉末、氧化铈、氧化锌、氧化锰和活性炭中的一种或多种。

优选地，所述钌基催化剂还含有铜金属氧化物。

根据上述所述的钌基催化剂，以所述载体的质量为基准计，所述铜金属氧化物中铜元素的质量不超过30wt％，优选为0.1～10wt％。

优选地，所述钌基催化剂还含有助剂，所述助剂选自碱金属、碱土金属、Zr和La中的一种或多种的氧化物。

根据上述所述的钌基催化剂，以所述钌基催化剂总质量为基准计，所述助剂中金属元素的质量不超过10wt％，优选为0.5wt％～10wt％。

本发明提供上述钌基催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)提供含有载体的分散液和至少含有钌离子的浸渍液；

2)将浸渍液加入分散液中混合得到混合液；

3)将混合液干燥得到样品；

4)将样品焙烧得到所述钌基催化剂。

优选地，所述钌离子可以由钌盐提供。优选地，所述钌盐为水合氯化钌或亚硝酰硝酸钌。