[发明专利]一种核壳结构负载型催化剂的制备方法

摘要

本发明公开一种核壳结构负载型催化剂的制备方法，该核壳结构负载型催化剂的制备方法包括如下步骤：第一步，氧化铁空心球的制备；第二步，Cu‑Ni/Fe₂O₃活性组分核壳结构的制备；第三步，水热法合成ZSM‑5分子筛；第四步，核壳结构负载型催化剂的制备。本发明中当核壳结构附着在分子筛表面时，由于分子筛内部的晶格缺陷再加上搅拌的作用，引导核壳结构嵌入到分子筛内部框架中，再通过碳酸氢钠的水解沉淀后得到均匀的凝胶，而在500‑600℃高温下焙烧的目的是由于在高温的情况下，分子内部的结合力逐渐增大，ZSM‑5分子筛内部的框架会有一定的收缩，在这种收缩状态下，所制备的催化剂更加稳定，在反应过程中不易失活，提供给反应更好的催化活性。

主权项

1.一种核壳结构负载型催化剂的制备方法，其特征在于，该核壳结构负载型催化剂的制备方法包括如下步骤：第一步，氧化铁空心球的制备：将正硅酸乙酯加入盛有无水乙醇的烧杯中进行搅拌，缓慢滴加氨水，滴加完成后，继续搅拌2‑3h后，进行离心、抽滤、洗涤后，放入烘箱中60‑80℃充分干燥10‑15h，转移至马弗炉中400‑500℃焙烧2‑3h，冷却至室温，磨成粉末，得到二氧化硅纳米球；将二氧化硅纳米球加入盛有无水乙醇的烧杯中，超声处理2‑3h后形成二氧化硅悬浮液；在二氧化硅悬浮液中加入硝酸铁搅拌均匀，缓慢滴加氨水，滴加完成后，继续搅拌2‑3h，再加入0.5mol/L氢氟酸水溶液，搅拌0.5‑1h后，对混合溶液进行离心、抽滤、洗涤，放入烘箱中60‑80℃充分干燥10‑15h，马弗炉中400‑500℃焙烧2‑3h，冷却至室温，磨成粉末，得到氧化铁空心球；第二步，Cu‑Ni/Fe₂O₃活性组分核壳结构的制备：将硝酸铜和硝酸镍加入盛有去离子水的烧杯中溶解完全，在60‑80℃水浴条件下搅拌并缓慢滴加1.5mol/L的碳酸氢铵水溶液，至溶液出现凝胶，继续搅拌1‑2h，得到催化剂活性组分前躯体；将氧化铁空心球加入到催化剂活性组分前躯体中，搅拌0.5‑1h后至充分混合均匀，添加表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵，继续搅拌1‑2h后，将得到的溶液倒入反应釜中160‑180℃晶化1‑2d后取出，冷却至室温，抽滤，用无水乙醇洗涤，将滤饼放入烘箱中80‑100℃充分干燥10‑15h，转移到马弗炉中400‑500℃焙烧3‑4h，待冷却至室温后，磨成粉末，得到Cu‑Ni/Fe₂O₃活性组分核壳结构；第三步，水热法合成ZSM‑5分子筛：将硫酸铝和硅酸钠加入盛有去离子水的烧杯中，搅拌0.5‑1h后至完全溶解，得到混合溶液；缓慢滴加复合模板剂到混合溶液中，待滴加完成后，继续搅拌2‑3h，得到前躯体溶液；将前躯体溶液倒入反应釜中160‑180℃晶化1‑2d后取出，冷却至室温后，抽滤，用去离子水洗涤，得到滤饼；将滤饼在80‑100℃充分干燥15‑20h后，放入马弗炉400‑500℃焙烧3‑4h后，冷却至室温，磨成粉末，得到ZSM‑5分子筛；第四步，核壳结构负载型催化剂的制备：将所制备的核壳结构和ZSM‑5分子筛加入到盛有去离子水的烧杯中，在60‑80℃的水浴条件下搅拌0.5‑1h至充分混合均匀；加入聚乙二醇固体至溶解完全，缓慢滴加碳酸氢钠溶液至形成凝胶后，继续搅拌2‑3h，室温下放置15‑20h后，用无水乙醇进行洗涤后抽滤；将滤饼在烘箱中80‑100℃充分干燥10‑15h后，转移至管式炉中氢气氛围下500‑600℃焙烧2‑3h，升温速率10℃/min，得到核壳结构负载型催化剂。