CN112844443A - 一种使用有序介孔材料的正仲氢转化催化剂及其制备方法 - Google Patents
一种使用有序介孔材料的正仲氢转化催化剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112844443A CN112844443A CN202011474899.2A CN202011474899A CN112844443A CN 112844443 A CN112844443 A CN 112844443A CN 202011474899 A CN202011474899 A CN 202011474899A CN 112844443 A CN112844443 A CN 112844443A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalyst
- ordered mesoporous
- carrier
- supported
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 95
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000013335 mesoporous material Substances 0.000 title abstract description 11
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 59
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 39
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 31
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical group Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 9
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N chromium trinitrate Chemical compound [Cr+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 7
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 6
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N nickel(ii) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910021555 Chromium Chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910021380 Manganese Chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L Manganese chloride Chemical compound Cl[Mn]Cl GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QSWDMMVNRMROPK-UHFFFAOYSA-K chromium(3+) trichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cr+3] QSWDMMVNRMROPK-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 3
- 239000011565 manganese chloride Substances 0.000 claims description 3
- 229940099607 manganese chloride Drugs 0.000 claims description 3
- 235000002867 manganese chloride Nutrition 0.000 claims description 3
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);dinitrate Chemical compound [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- WFLYOQCSIHENTM-UHFFFAOYSA-N molybdenum(4+) tetranitrate Chemical compound [N+](=O)([O-])[O-].[Mo+4].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-] WFLYOQCSIHENTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PDKHNCYLMVRIFV-UHFFFAOYSA-H molybdenum;hexachloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Mo] PDKHNCYLMVRIFV-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 3
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 3
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GTCKPGDAPXUISX-UHFFFAOYSA-N ruthenium(3+);trinitrate Chemical compound [Ru+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GTCKPGDAPXUISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- YBCAZPLXEGKKFM-UHFFFAOYSA-K ruthenium(iii) chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Ru+3] YBCAZPLXEGKKFM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 3
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N iron(2+);dinitrate Chemical compound [Fe+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 claims 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 6
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N chromium(III) oxide Inorganic materials O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/03—Catalysts comprising molecular sieves not having base-exchange properties
- B01J29/0308—Mesoporous materials not having base exchange properties, e.g. Si-MCM-41
- B01J29/0316—Mesoporous materials not having base exchange properties, e.g. Si-MCM-41 containing iron group metals, noble metals or copper
- B01J29/0333—Iron group metals or copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/24—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/26—Chromium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/041—Mesoporous materials having base exchange properties, e.g. Si/Al-MCM-41
- B01J29/042—Mesoporous materials having base exchange properties, e.g. Si/Al-MCM-41 containing iron group metals, noble metals or copper
- B01J29/044—Iron group metals or copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/0089—Ortho-para conversion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/10—After treatment, characterised by the effect to be obtained
- B01J2229/18—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself
- B01J2229/186—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself not in framework positions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明涉及一种液氢生产及储存装置使用的正仲氢转化催化剂及其制备方法。特别涉及使用有序介孔材料为载体,使用化学沉淀的方法浸渍焙烧后再成型制备的负载型正仲氢转化催化剂。使用有序介孔材料做载体可有效减少氢气分子进入载体的无效路径,提升氢气分子在载体内表面的吸附速率,有助于减少装置的流阻,提高正仲氢催化转化反应在不同空速下的仲氢转化率。相比于先成型再浸渍的方法而言,先浸渍焙烧再成型可以增大载体与活性物质的接触面积,从而增加催化反应的活性位点,提高催化剂的正仲氢催化转化活性。
Description
技术领域
本发明涉及一种液氢生产及储存装置使用的正仲氢转化催化剂及其制备方法,特别涉及通过使用有序介孔材料做载体所制备的正仲氢转化催化剂及其制备方法。
背景技术
液氢的生产和储存成为目前氢能领域较为关注的问题之一。氢分子根据其自身原子核自旋方式的不同分为两种形态。其中两个原子核自旋方向相同的为正氢,自旋方向相反的为仲氢。常温下正氢占比为75%,仲氢占比25%。随着温度的降低,正氢缓慢向仲氢转变。液氮温区下正氢与仲氢比例接近,正氢占比50.1%,仲氢占比49.9%。当到达液氢温度时,仲氢含量接近100%。正氢向仲氢的转换过程为自发过程,但是极其缓慢,通常情况下需要催化剂促使反应的进行。提升正氢向仲氢的转化效率意义重大。针对液氢的储存过程,由于正氢向仲氢的转换过程为放热过程,使得液态氢不断挥发,因此研制高效率的低温正仲氢转化催化剂对于液氢的生产、储存非常重要。
目前生产上所使用的含水氧化铁催化剂存在流阻低,易粉化等特点,因此寻找低流阻,高性能的催化剂非常重要。
发明内容
本发明的技术解决问题是:克服现有催化剂的不足,提出一种使用有序介孔材料的正仲氢转化催化剂及其制备方法,目的是针对含水氧化铁催化剂床层流阻大、易粉化等问题,开发出一种高催化活性、低流阻的负载型催化剂。
本发明的技术解决方案是:
一种负载型的正仲氢转化催化剂,该催化剂包括有序介孔载体和金属氧化物;
有序介孔载体为有序介孔分子筛、有序介孔活性炭、有序介孔二氧化钛、有序介孔氧化硅或有序介孔氧化铝中的至少一种;
有序介孔分子筛为SBA-15、MCM-41或MCM-48;
有序介孔活性炭为CMK-3;
有序介孔载体的宏观形貌为粉末状;
金属氧化物中的金属为铁、铬、铜、钌、钼、镍或锰中的至少一种;
金属氧化物的质量为催化剂质量的5%-30%。
一种负载型正仲氢转化催化剂的制备方法,该方法的步骤包括:
第一步,将有序介孔载体粉末浸渍于质量分数为5%-25%的活性物质盐溶液中,浸渍5-30h后30-120℃干燥;
活性物质盐溶液为硝酸铁溶液、氯化铁溶液、硝酸铬溶液、氯化铬溶液、硝酸铜溶液、氯化铜溶液、硝酸钌溶液、氯化钌溶液、硝酸钼溶液、氯化钼溶液、硝酸镍溶液、氯化镍溶液、硝酸锰溶液或氯化锰溶液;
第二步,将干燥后的有序介孔载体加入到氢氧化钠溶液中,通过沉淀反应在有序介孔载体表面生成活性物质的氢氧化物沉淀,反应完全后过滤并在30-120℃下干燥,得到表面负载活性氢氧化物沉淀的载体,氢氧化钠溶液的质量分数为5%-25%;
第三步,将表面负载活性氢氧化物沉淀的载体放入管式炉中在300-800℃下焙烧1-5h,最终生成活性氧化物负载有序介孔载体的粉末型催化剂;
第四步,将第三步得到的粉末型催化剂中加入粘结剂后挤条成型或压片成型,在400-900℃的温度下焙烧3-8h去除粘结剂,制备宏观形状为颗粒状或药片状的催化剂,得到正仲氢转化催化剂。
粘结剂为盐酸或PVDF,盐酸的质量浓度不大于10%;
粘结剂的质量为粘结剂和粉末型催化剂质量和的10%-20%;
在液氮温度下,将成型后的催化剂放置于催化剂活性评价装置中,采用气相色谱仪收集数据,分别测定50,300,600LH2/L催化剂/min空速下液氮温区的催化剂活性。
有益效果
本发明涉及一种液氢生产及储存装置使用的正仲氢转化催化剂及其制备方法。特别涉及使用有序介孔材料为载体,使用化学沉淀的方法浸渍焙烧后再成型制备的负载型正仲氢转化催化剂。使用有序介孔材料做载体可有效减少氢气分子进入载体的无效路径,提升氢气分子在载体内表面的吸附速率,有助于减少装置的流阻,提高正仲氢催化转化反应在不同空速下的仲氢转化率。相比于先成型再浸渍的方法而言,先浸渍焙烧再成型可以增大载体与活性物质的接触面积,从而增加催化反应的活性位点,提高催化剂的正仲氢催化转化活性。
本发明涉及一种使用有序介孔材料做载体制备正仲氢转化催化剂的新型制备方法,主要解决传统的水合氧化铁催化剂造成的装置流阻大,易掉粉等问题。该制备方法采用有序介孔材料做载体,通过第一步的浸渍将活性物质的盐类吸附于载体的内表面,干燥后将处理过的载体再次浸渍于氢氧化钠溶液中,在载体内表面生成活性物质的氢氧化物,随后通过焙烧使其变回氧化物。使用粘结剂粘结后挤条或压片,并高温焙烧的方法使粉末状的催化剂变为宏观形态为颗粒或药片状的催化剂。该制备方法简单环保,使用有序介孔材料做载体可有效减少氢气分子进入载体的无效路径,提升氢气分子在载体内表面的吸附速率,有助于减少装置的流阻,提高正仲氢催化转化反应在不同空速下的仲氢转化率。先浸渍焙烧形成催化剂后再成型可以增大载体与活性物质的接触面积,从而增加催化反应的活性位点,提高催化剂的正仲氢催化转化活性。
具体实施方式
一种负载型的正仲氢转化催化剂,该催化剂包括有序介孔载体和金属氧化物;
有序介孔载体为有序介孔分子筛、有序介孔活性炭、有序介孔二氧化钛、有序介孔氧化硅或有序介孔氧化铝中的至少一种;
有序介孔分子筛为SBA-15、MCM-41或MCM-48;
有序介孔活性炭为CMK-3;
有序介孔载体的宏观形貌为粉末状;
金属氧化物中的金属为铁、铬、铜、钌、钼、镍或锰中的至少一种;
金属氧化物的质量为催化剂质量的5%-30%。
一种负载型正仲氢转化催化剂的制备方法,该方法的步骤包括:
第一步,将有序介孔载体粉末浸渍于质量分数为5%-25%的活性物质盐溶液中,浸渍5-30h后30-120℃干燥;
活性物质盐溶液为硝酸铁溶液、氯化铁溶液、硝酸铬溶液、氯化铬溶液、硝酸铜溶液、氯化铜溶液、硝酸钌溶液、氯化钌溶液、硝酸钼溶液、氯化钼溶液、硝酸镍溶液、氯化镍溶液、硝酸锰溶液或氯化锰溶液;
第二步,将干燥后的有序介孔载体加入到氢氧化钠溶液中,通过沉淀反应在有序介孔载体表面生成活性物质的氢氧化物沉淀,反应完全后过滤并在30-120℃下干燥,得到表面负载活性氢氧化物沉淀的载体,氢氧化钠溶液的质量分数为5%-25%;
第三步,将表面负载活性氢氧化物沉淀的载体放入管式炉中在300-800℃下焙烧1-5h,最终生成活性氧化物负载有序介孔载体的粉末型催化剂;
第四步,将第三步得到的粉末型催化剂中加入粘结剂后挤条成型或压片成型,在400-900℃的温度下焙烧3-8h去除粘结剂,制备宏观形状为颗粒状或药片状的催化剂,得到正仲氢转化催化剂。
粘结剂的质量为粘结剂和粉末型催化剂质量和的10%-20%;
粘结剂为盐酸或PVDF,盐酸的质量浓度不大于10%;
在液氮温度下,将成型后的催化剂放置于催化剂活性评价装置中,采用气相色谱仪收集数据,分别测定50,300,600LH2/L催化剂/min空速下液氮温区的催化剂活性。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
使用购买的SBA-15载体,将其浸渍于质量分数为5%的硝酸镍溶液中,浸渍5h后100℃干燥。配制质量分数为5%的氢氧化钠溶液,将浸渍干燥后的SBA-15载体加入氢氧化钠溶液中,2h后过滤并在100℃干燥,随后放入管式炉中500℃焙烧5h,在焙烧后的产物中加入粘结剂后压片成型,在600℃下焙烧4h去除粘结剂,制备出药片状的NiO/SBA-15催化剂。粘结剂的质量为粘结剂和焙烧后的产物的质量和的10%;粘结剂为浓度10%的盐酸;
在液氮温度下,将制备的NiO/SBA-15催化剂放置于催化剂活性评价装置中,采用气相色谱仪收集数据,分别测定50LH2/L催化剂/min,300LH2/L催化剂/min,600LH2/L催化剂/min空速下的催化剂活性。活性测试结果如下:
表1镍基催化剂仲氢转化率
空速 | 50 L/L/min | 300L/L/min | 600L/L/min |
仲氢转化率 | 99.9% | 96% | 94.5% |
实施例2
使用购买的MCM-41载体,将其浸渍于质量分数为5%的硝酸铁溶液中,浸渍5h后100℃干燥。配制质量分数为5%的氢氧化钠溶液,将浸渍干燥后的MCM-41载体加入氢氧化钠溶液中,2h后过滤并在100℃干燥,随后放入管式炉中600℃焙烧5h。在焙烧后的产物中加入粘结剂后压片成型,在600℃下焙烧4h去除粘结剂,制备出药片状的Fe2O3/MCM-41催化剂。粘结剂的质量为粘结剂和焙烧后的产物的质量和的10%;粘结剂为浓度10%的盐酸;
在液氮温度下,将制备的Fe2O3/MCM-41催化剂放置于催化剂活性评价装置中,采用气相色谱仪收集数据,分别测定50LH2/L催化剂/min,300LH2/L催化剂/min,600LH2/L催化剂/min空速下的催化剂活性。活性测试结果如下:
表2铁基催化剂仲氢转化率
空速 | 50 L/L/min | 300L/L/min | 600L/L/min |
仲氢转化率 | 99.9% | 96.5% | 94.1% |
实施例3
使用购买的CMK-3载体,将其浸渍于质量分数为5%的硝酸铬溶液中,浸渍5h后100℃干燥。配制质量分数为5%的氢氧化钠溶液,将浸渍干燥后的CMK-3载体加入氢氧化钠溶液中,2h后过滤并在100℃干燥,随后放入管式炉中600℃焙烧5h。在焙烧后的产物中加入粘结剂后压片成型,在600℃下焙烧4h去除粘结剂,制备出药片状的Cr2O3/CMK-3催化剂。粘结剂的质量为粘结剂和焙烧后的产物的质量和的10%;粘结剂为浓度10%的盐酸;
在液氮温度下,将制备的Cr2O3/CMK-3催化剂放置于催化剂活性评价装置中,采用气相色谱仪收集数据,分别测定50LH2/L催化剂/min,300LH2/L催化剂/min,600LH2/L催化剂/min空速下的催化剂活性。活性测试结果如下:
表3铬基催化剂仲氢转化率
空速 | 50 L/L/min | 300L/L/min | 600L/L/min |
仲氢转化率 | 99.9% | 95.9% | 93.7% |
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种负载型的正仲氢转化催化剂,其特征在于:该催化剂包括有序介孔载体和金属氧化物;
有序介孔载体为有序介孔分子筛、有序介孔活性炭、有序介孔二氧化钛、有序介孔氧化硅或有序介孔氧化铝中的至少一种;
金属氧化物中的金属为铁、铬、铜、钌、钼、镍或锰中的至少一种;
金属氧化物的质量为催化剂质量的5%-30%。
2.根据权利要求1所述的一种负载型的正仲氢转化催化剂,其特征在于:有序介孔分子筛为SBA-15、MCM-41或MCM-48。
3.根据权利要求1所述的一种负载型的正仲氢转化催化剂,其特征在于:有序介孔活性炭为CMK-3。
4.根据权利要求1所述的一种负载型的正仲氢转化催化剂,其特征在于:有序介孔载体的宏观形貌为粉末状。
5.一种负载型正仲氢转化催化剂的制备方法,其特征在于该方法的步骤包括:
第一步,将有序介孔载体粉末浸渍于活性物质盐溶液中,浸渍5-30h后30-120℃干燥;
第二步,将干燥后的有序介孔载体加入到氢氧化钠溶液中,通过沉淀反应在有序介孔载体表面生成活性物质的氢氧化物沉淀,反应完全后过滤并在30-120℃下干燥,得到表面负载活性氢氧化物沉淀的载体;
第三步,将表面负载活性氢氧化物沉淀的载体放入管式炉中在300-800℃下焙烧1-5h,最终生成活性氧化物负载有序介孔载体的粉末型催化剂;
第四步,将第三步得到的粉末型催化剂中粘结剂后挤条成型或压片成型,在400-900℃的温度下焙烧3-8h去除粘结剂,得到正仲氢转化催化剂。
6.根据权利要求1所述的一种负载型的正仲氢转化催化剂的制备方法,其特征在于:第一步中,活性物质盐溶液为硝酸铁溶液、氯化铁溶液、硝酸铬溶液、氯化铬溶液、硝酸铜溶液、氯化铜溶液、硝酸钌溶液、氯化钌溶液、硝酸钼溶液、氯化钼溶液、硝酸镍溶液、氯化镍溶液、硝酸锰溶液或氯化锰溶液。
7.根据权利要求1所述的一种负载型的正仲氢转化催化剂的制备方法,其特征在于:第一步中,活性物质盐溶液的质量浓度为5%-25%。
8.根据权利要求1所述的一种负载型的正仲氢转化催化剂的制备方法,其特征在于:第二步中,氢氧化钠溶液的质量分数为5%-25%。
9.根据权利要求1所述的一种负载型的正仲氢转化催化剂的制备方法,其特征在于:第四步中,粘结剂为盐酸或PVD,粘结剂的质量为粘结剂和粉末型催化剂质量和的10%-20%。
10.根据权利要求1所述的一种负载型的正仲氢转化催化剂的制备方法,其特征在于:在液氮温度下,将得到的正仲氢转化催化剂放置于催化剂活性评价装置中,采用气相色谱仪收集数据,分别测定50,300,600LH2/L催化剂/min空速下液氮温区的催化剂活性。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011474899.2A CN112844443A (zh) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | 一种使用有序介孔材料的正仲氢转化催化剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011474899.2A CN112844443A (zh) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | 一种使用有序介孔材料的正仲氢转化催化剂及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112844443A true CN112844443A (zh) | 2021-05-28 |
Family
ID=75997237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011474899.2A Pending CN112844443A (zh) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | 一种使用有序介孔材料的正仲氢转化催化剂及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112844443A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114367288A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-04-19 | 北京航天试验技术研究所 | 一种催化正仲氢转化的催化剂及其制备方法和应用 |
CN115155583A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-10-11 | 中盐金坛盐化有限责任公司 | 电负载型正仲氢转化催化剂及其制备方法 |
CN115920919A (zh) * | 2022-07-15 | 2023-04-07 | 青岛创启新能催化科技有限公司 | 一种适于宽范围低温条件的正仲氢转化催化剂及制备方法 |
CN116966914A (zh) * | 2023-06-26 | 2023-10-31 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种γ氧化铁催化剂、制备方法及应用 |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101791538A (zh) * | 2010-03-17 | 2010-08-04 | 上海大学 | 用负载氧化铜介孔碳材料去除水溶液中酚的方法 |
CN102614856A (zh) * | 2012-04-20 | 2012-08-01 | 北京化工大学 | 一种介孔氧化铝负载型金属催化剂的制备方法及应用 |
CN104888839A (zh) * | 2015-05-13 | 2015-09-09 | 北京化工大学 | 一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂及其制备方法和应用 |
CN104971763A (zh) * | 2014-04-14 | 2015-10-14 | 华东理工大学 | 一种基于sba-16的耐硫甲烷化催化剂的制备及其在sng制备中的应用 |
US20170065966A1 (en) * | 2015-09-07 | 2017-03-09 | Korea Institute Of Science And Technology | Modified catalyst for converting ortho-hydrogen to para-hydrogen and method for preparing the same |
CN106732522A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-05-31 | 河南省科学院化学研究所有限公司 | 负载过渡金属氧化物催化剂的制备方法 |
CN107199047A (zh) * | 2016-03-17 | 2017-09-26 | 华东理工大学 | 一种分散于sba-15孔道内的镍基甲烷化催化剂及其制备和应用 |
CN107824194A (zh) * | 2017-12-16 | 2018-03-23 | 福州大学 | 一种以介孔氧化铝为载体的加氢脱硫催化剂及其制备方法和应用 |
CN108273485A (zh) * | 2018-02-13 | 2018-07-13 | 福州大学 | 一种以有序介孔钛硅复合氧化物为载体的加氢脱硫催化剂及其制备方法 |
CN108816240A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-11-16 | 绍兴文理学院 | 一种以氧化钛为载体的加氢脱硫催化剂 |
CN109078640A (zh) * | 2018-09-12 | 2018-12-25 | 山东科技大学 | 一种有序介孔白钨矿负载的镍基生物油重整催化剂 |
CN112044457A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-12-08 | 北京航天试验技术研究所 | 一种负载型正仲氢转化催化剂及其制备方法 |
-
2020
- 2020-12-14 CN CN202011474899.2A patent/CN112844443A/zh active Pending
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101791538A (zh) * | 2010-03-17 | 2010-08-04 | 上海大学 | 用负载氧化铜介孔碳材料去除水溶液中酚的方法 |
CN102614856A (zh) * | 2012-04-20 | 2012-08-01 | 北京化工大学 | 一种介孔氧化铝负载型金属催化剂的制备方法及应用 |
CN104971763A (zh) * | 2014-04-14 | 2015-10-14 | 华东理工大学 | 一种基于sba-16的耐硫甲烷化催化剂的制备及其在sng制备中的应用 |
CN104888839A (zh) * | 2015-05-13 | 2015-09-09 | 北京化工大学 | 一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂及其制备方法和应用 |
US20170065966A1 (en) * | 2015-09-07 | 2017-03-09 | Korea Institute Of Science And Technology | Modified catalyst for converting ortho-hydrogen to para-hydrogen and method for preparing the same |
CN107199047A (zh) * | 2016-03-17 | 2017-09-26 | 华东理工大学 | 一种分散于sba-15孔道内的镍基甲烷化催化剂及其制备和应用 |
CN106732522A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-05-31 | 河南省科学院化学研究所有限公司 | 负载过渡金属氧化物催化剂的制备方法 |
CN107824194A (zh) * | 2017-12-16 | 2018-03-23 | 福州大学 | 一种以介孔氧化铝为载体的加氢脱硫催化剂及其制备方法和应用 |
CN108273485A (zh) * | 2018-02-13 | 2018-07-13 | 福州大学 | 一种以有序介孔钛硅复合氧化物为载体的加氢脱硫催化剂及其制备方法 |
CN108816240A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-11-16 | 绍兴文理学院 | 一种以氧化钛为载体的加氢脱硫催化剂 |
CN109078640A (zh) * | 2018-09-12 | 2018-12-25 | 山东科技大学 | 一种有序介孔白钨矿负载的镍基生物油重整催化剂 |
CN112044457A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-12-08 | 北京航天试验技术研究所 | 一种负载型正仲氢转化催化剂及其制备方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114367288A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-04-19 | 北京航天试验技术研究所 | 一种催化正仲氢转化的催化剂及其制备方法和应用 |
CN115155583A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-10-11 | 中盐金坛盐化有限责任公司 | 电负载型正仲氢转化催化剂及其制备方法 |
CN115920919A (zh) * | 2022-07-15 | 2023-04-07 | 青岛创启新能催化科技有限公司 | 一种适于宽范围低温条件的正仲氢转化催化剂及制备方法 |
CN116966914A (zh) * | 2023-06-26 | 2023-10-31 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种γ氧化铁催化剂、制备方法及应用 |
CN116966914B (zh) * | 2023-06-26 | 2024-04-12 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种γ氧化铁催化剂、制备方法及应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112844443A (zh) | 一种使用有序介孔材料的正仲氢转化催化剂及其制备方法 | |
CN109304195B (zh) | 一种碳包覆过渡金属的纳米复合材料及应用 | |
Lu et al. | Co3O4/CuMoO4 hybrid microflowers composed of nanorods with rich particle boundaries as a highly active catalyst for ammonia borane hydrolysis | |
Hu et al. | Amine-capped Co nanoparticles for highly efficient dehydrogenation of ammonia borane | |
Harrison et al. | Nature and surface redox properties of copper (II)-promoted cerium (IV) oxide CO-oxidation catalysts | |
CN113000049B (zh) | 一种制备Ni-Al基氧化物催化剂的方法 | |
Zhang et al. | Bimetallic (Zn/Co) MOFs-derived highly dispersed metallic Co/HPC for completely hydrolytic dehydrogenation of ammonia–borane | |
CN110787807B (zh) | 低温脱硝催化剂及其制备方法和烟气脱硝的方法 | |
CN112044457A (zh) | 一种负载型正仲氢转化催化剂及其制备方法 | |
CN107486245B (zh) | 一种催化氨硼烷水解产氢的nh2-mil-125负载银钴合金纳米催化剂 | |
CN113941328B (zh) | 铂/钼脱氢催化材料、制备方法及其应用 | |
CN109806874B (zh) | 一种二氧化碳甲烷化镍基多金属催化剂的制备方法及应用 | |
Ou et al. | Effect of Co doping on magnetic and CO-SCR properties of γ-Fe2O3 | |
CN115832334B (zh) | 单原子金属-氮-碳气凝胶氧还原电催化剂的制备方法 | |
Bai et al. | Metal-support interactions in heterogeneous catalytic hydrogen production of formic acid | |
CN102908957B (zh) | 一种费托合成方法 | |
CN111659388A (zh) | 一种含铀或其化合物的铂基催化剂 | |
Chen et al. | Highly efficient and selective hydrodeoxygenation of guaiacol to cyclohexanol over a rod-like CoNi-C catalyst | |
Zhao et al. | CeO2/Ni-MOF with Synergistic Function of Enrichment and Activation: Efficient Reduction of 4-Nitrophenol Pollutant to 4-Aminophenol | |
Chaghouri et al. | Deposition precipitation derived Ni-Co active sites for enhanced dry reforming of methane performances | |
Lv et al. | Enhanced catalytic reduction of Cr (VI) with formic acid over spherical bimetallic Ni-Co nanoalloy catalysts at room temperature | |
CN106064089B (zh) | 一种用于生物油催化重整制氢的可再生催化剂及其制备方法 | |
Wei et al. | Design of prussian blue analogue-derived magnetic binary Ce–Fe oxide catalysts for the selective oxidation of cyclohexane | |
CN102489296A (zh) | 一种以超临界co2处理的活性炭为载体的钌炭催化剂及其制备方法 | |
CN109908919A (zh) | 一种自发分散单原子Ag1/Co3O4催化剂的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210528 |