[发明专利]一种用于CO2

权利要求书

1.一种用于CO₂加氢制备低碳烯烃的串联催化体系，其特征在于，所述串联催化体系由装填于反应器上层的CO₂加氢制备C₂₊醇Cu基纳米催化剂和装填于反应器下层的C₂₊醇脱水制低碳烯烃的酸性分子筛组成，Cu基纳米催化剂与酸性分子筛的质量比为1:4～4:1；所述Cu基纳米催化剂，结构式为M-CuFe_x/Zn_yAl_zO，式中x、y和z分别为金属Fe、Zn、Al与金属Cu的摩尔比，其中x＝0.05～0.8，y＝0.5～2.0，z＝0.1～0.95，催化剂中(Cu²⁺+Zn²⁺)/(Fe³⁺+Al³⁺)摩尔比为3.0，M为Na或K，负载量为0.1～5％；所述酸性分子筛，选自HZSM-5、SAPO-34、HY分子筛中的一种或两种以上。

2.根据权利要求1所述用于CO₂加氢制备低碳烯烃的串联催化体系，其特征在于，Cu基纳米催化剂与酸性分子筛的质量比为3:2～2:3。

3.根据权利要求1所述用于CO₂加氢制备低碳烯烃的串联催化体系，其特征在于，所述Cu基纳米催化剂与酸性分子筛的粒度为40～80目。

4.根据权利要求1所述用于CO₂加氢制备低碳烯烃的串联催化体系，其特征在于，所述Cu基纳米催化剂是由铜盐、锌盐、铁盐、铝盐和沉淀剂经共沉淀、老化、烘干后，通过浸渍法负载Na或K再经烘干、焙烧制得，其具体步骤为：

(1)将铜盐、锌盐、铁盐和铝盐与水混合配成混合金属离子溶液A，将沉淀剂与水混合配成溶液B，沉淀剂为碳酸钠和氢氧化钠的混合物，将溶液A和溶液B混合，控制溶液pH在8～10进行共沉淀反应，经100～120℃老化20～30h、过滤、洗涤、烘干得到CuFe_xZn_yAl_z-LDHs前驱体；

(2)将钠盐或钾盐与水混合配成溶液C，使用CuFe_xZn_yAl_z-LDHs前驱体对其进行浸渍，经烘干后制得M-CuFe_xZn_yAl_z-LDHs前驱体，然后350～450℃煅烧前驱体3～6h制得催化剂M-CuFe_x/Zn_yAl_zO。

5.根据权利要求4所述用于CO₂加氢制备低碳烯烃的串联催化体系，其特征在于，步骤(1)中的铜盐、锌盐、铁盐为硝酸盐或醋酸盐或氯化物，铝盐为硝酸铝或醋酸铝，溶液A的总金属离子浓度为0.2～1.0mol/L，碳酸钠的浓度为0.2～0.5mol/L，氢氧化钠的浓度为0.5～1.0mol/L。

6.根据权利要求4所述用于CO₂加氢制备低碳烯烃的串联催化体系，其特征在于，步骤(2)中钠盐为硝酸钠或碳酸钠，钾盐为硝酸钾或碳酸钾，钠盐或钾盐水溶液的浓度为0.1～0.5mol/L；所述煅烧的气氛为空气或惰性气体。

7.权利要求1-6中任意一项权利要求所述串联催化体系在CO₂加氢制备低碳烯烃中的应用，其特征在于，反应前将串联催化体系在10％H₂/Ar气氛中于350～400℃还原2～5h，还原结束后降温开始反应，反应压力为2～10MPa，反应温度为280～360℃，体积空速为2000～10000h^-1，原料气中H₂与CO₂的体积比为2～5。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，反应压力为4-10MPa，反应温度为320～360℃，体积空速为2000～6000h^-1。