CN103480432A - 一种高性能催化剂载体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种高性能催化剂载体及其制备方法，用于多相催化反应的催化剂载体材料。这种高性能催化剂载体的主要成分为Al、Zr、Mg、Ti、Si氧化物的混合物，以稀土元素或铬改性，制备方法包括载体颗粒的制备和载体颗粒的改性，制备的高温载体的比表面积在80m²/g以上，孔容在0.3ml/g以上，高温水蒸汽处理比表面积保留率在90%以上。该催化剂载体可用于高温反应催化剂的制备，能够承受600℃以上的高温，可以在400~650℃下使用。在高温反应时，活性组分金属或金属氧化物颗粒不易烧结，性能稳定，催化剂具有较长的寿命。

Description

一种高性能催化剂载体及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高性能催化剂载体及其制备方法，用于多相催化反应的催化剂载体材料。

背景技术

随着化工行业的不断发展，推动了化工催化剂工业的不断进步，在多数情况下，催化过程采用的是多相催化工艺，催化剂为固体催化剂，其中的活性催化组分负载在载体上。催化剂性能的高低，载体起到了关键性作用，在高温反应过程当中，通常的载体负载的催化剂，由于载体的耐高温性能不佳，在高温下，比表面积减小，孔容下降，活性组分的晶粒聚集和长大，催化剂的寿命不高。

中国专利CN201010245734.8、 CN93106324.8分别制备了高温催化剂，但是由于载体性能的限制，催化剂性能还不能够满足工业应用的需要。

中国专利CN96196015.9；美国专利UP2375402,UP4681867，UP4880764；欧洲专利EP0257983；日本专利JP57-18639等。采用了含铪氧化物作为催化剂的载体，制备耐高温的催化剂载体和耐高温的催化剂，但是由于铪化合物的价格昂贵，造成载体和催化剂的成本高昂，应用受到限制。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种高性能催化剂载体及其制备方法，制备具有良好的高温稳定性和高比表面积及孔容的载体，催化活性组分负载在这些载体上，成为具有高分散度和活性表面积的催化剂，在高温反应时，活性组分金属或金属氧化物颗粒不易烧结，性能稳定，催化剂具有较长的寿命。

 

本发明采用的技术方案是：一种高性能催化剂载体，该载体采用Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、MgO、SiO₂的三种或三种以上的混合物，所述载体经稀土氧化物或铬改性制得，改性剂为La、Ce、Nd、Sm的氧化物，含量为2~15%，载体上Cr₂O₃含量为1~10%。

一种高性能催化剂载体的制备方法包括两个步骤：

a、载体颗粒的制备：Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、MgO、SiO₂的三种或三种以上混合均匀、成型、烘干、焙烧后，得到一级载体颗粒，焙烧温度500~600℃；

b、载体颗粒的改性：配制稀土或铬的可溶性盐，浓度为0.5~2.0mol/L，浸渍一级载体颗粒，经烘干、焙烧，焙烧温度500~800℃，得到载体颗粒。

本发明的有益效果是：这种高性能催化剂载体的主要成分为Al、Zr、Mg、Ti、Si氧化物的混合物，以稀土元素或铬改性，制备方法包括载体颗粒的制备和载体颗粒的改性，制备的高温载体的比表面积在80m²/g以上，孔容在0.3ml/g以上，高温水蒸汽处理比表面积保留率在90%以上。该催化剂载体可用于高温反应催化剂的制备，能够承受600℃以上的高温，可以在400~650℃下使用。在高温反应时，活性组分金属或金属氧化物颗粒不易烧结，性能稳定，催化剂具有较长的寿命。

具体实施方式：

下面列举本发明的一些实施例来进一步说明本发明。但是，这些实施例仅用于说明本发明，本发明的范围不受这些实施例的限制。

实施例1

取153克Al(OH)₃、129克Zr(OH)₄、145克Ti(OH)₄混合均匀，在120℃下烘干，然后在600℃焙烧5小时，压片成型，得到295g一级载体颗粒。

取99.7克La(NO₃)₃、99.4克Ce(NO₃)₃溶于1L水中，得到改性剂溶液，取上述溶液160ml，浸渍295g一级载体颗粒， 120℃下烘干，在600℃焙烧3小时得到高性能催化剂载体颗粒，称为样品1。

将样品在800℃，80%水汽条件下处理48小时，分别测定处理前后的BET比表面和孔容，测定结果见附表1。

实施例2

取153克Al(OH)₃、129克Zr(OH)₄、145克Ti(OH)₄混合均匀，在120℃下烘干，然后在600℃焙烧5小时，压片成型，得到295g一级载体颗粒。

取42克Cr(NO₃)₃溶于160ml水中，得到改性剂溶液，浸渍295g一级载体颗粒， 120℃下烘干，在600℃焙烧3小时得到高性能催化剂载体颗粒，称为样品2。

将样品在800℃，80%水汽条件下处理48小时，分别测定处理前后的BET比表面和孔容，测定结果见附表1。

附表1：耐高温催化剂载体处理前后比表面积和孔径比较

通过该方法制备的耐高温催化剂载体具有较高的比表面积和孔容，经高温、高水蒸气处理后载体材料的比表面积和孔容保留率达90%以上，说明采用本发明制备的催化剂载体有良好的抗高温和抗高温水蒸气的能力，使该载体制备的催化剂在高温、高水蒸气条件下反应具有良好的承受能力，使该载体在高温和高水蒸气条件下反应催化剂的制备中将有良好的应用前景。

Claims (2)

1.一种高性能催化剂载体，该载体采用Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、MgO、SiO₂的三种或三种以上的混合物，其特征是：所述载体经稀土氧化物或铬改性制得，改性剂为La、Ce、Nd、Sm的氧化物，含量为2~15%，载体上Cr₂O₃含量为1~10%。

2.根据权利要求1所述的一种高性能催化剂载体的制备方法，其特征是：包括两个步骤：

a、载体颗粒的制备：Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、MgO、SiO₂的三种或三种以上混合均匀、成型、烘干、焙烧后，得到一级载体颗粒，焙烧温度500~600℃；

b、载体颗粒的改性：配制稀土或铬的可溶性盐，浓度为0.5~2.0mol/L，浸渍一级载体颗粒，经烘干、焙烧，焙烧温度500~800℃，得到载体颗粒。