CN113019390A - 一种晶粒可逆生长催化剂的制备方法及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种晶粒可逆生长催化剂的制备方法及使用方法，所述制备方法包括以下步骤：1)将催化剂载体浸泡在溶液中，所述溶液含有离子，所述离子包括Mn离子，Cr离子，Fe离子，Cu离子的；2)将经过步骤1)浸泡后的催化剂载体进行干燥，干燥后进行100‑400℃的梯度活化，每100℃活化时间为2～3小时，活化后得到晶粒可逆生长催化剂，通过本发明方法制备的催化剂经过本发明的使用方法使用后，催化剂活性组分粒径可显著减少20‑30％，减少部分重新分散到催化剂载体上，解决了催化剂在使用过程中烧结引起的催化效率下降问题。
Description
技术领域
本发明涉及催化剂领域，具体涉及一种用于晶粒可逆生长催化剂的制备方法及使用方法。
背景技术
催化剂载体又称担体(support)，是负载型催化剂的组成之一，是催化剂活性组分的骨架，支撑活性组分，使活性组分得到分散，同时还可以增加催化剂的强度。
当在载体表面生成催化剂后，催化剂晶粒体积逐渐变大，载体比表面积的变化导致载体提供的用于催化剂的有效元素减少，如何提高催化剂载体的利用率是眼下要解决的一大问题。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种晶粒可逆生长催化剂的制备方法及使用方法方法，这种方法提高了催化剂载体的利用率。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
第一方面
一种晶粒可逆生长催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)将催化剂载体浸泡在溶液中，所述溶液含有离子，所述离子包括Mn离子，Cr离子，Fe离子，Cu离子的，其中Mn：Cr的摩尔比是(1-4):1，Cr：(Fe+Cu)的摩尔比为(60-80)：1，所述溶液还含有酸，所述酸包括酒石酸、柠檬酸、EDTA酸、单宁酸、苹果酸，所述酸为所述离子重量的10％-20％；
2)将经过步骤1)浸泡后的催化剂载体进行干燥，干燥后进行100-400℃的梯度活化，每100℃活化时间为2～3小时，活化后得到晶粒可逆生长催化剂。
优选地，所述Mn：Cr的摩尔比为2:1。
优选地，所述Cr：(Fe+Cu)的摩尔比为70：1。
优选地，所述酸为所述离子重量的15％。
优选地，所述催化剂载体包括堇青石及莫来石。
优选地，所述溶液包括：二氧化锰、三氧化二铬、氧化铁、氧化铜、酒石酸、柠檬酸、EDTA酸、单宁酸、苹果酸。
第二方面
一种使用催化剂的方法，包括以下步骤：
(1)将催化剂在10～20％空气含量气氛下进行煅烧600～800度6～10个小时；
(2)将步骤(1)煅烧后的催化剂在10～20％水蒸气含量气氛下进行煅烧800～900度4～8个小时；
(3)将步骤(2)煅烧后的催化剂在4000～5000ppm氨气气氛下进行煅烧300～500度4～8个小时。
有益效果
本发明提供的一种晶粒逆生长的催化剂的制备方法，通过将载体至于含有特定离子与酸的溶液中浸泡，然后通过梯度活化获得，在具体使用时在不同的气氛环境下对催化剂载体进行煅烧，最终实现在载体表面生成的催化剂，催化剂活性组分粒径可显著减少20-30％，减少部分重新分散到催化剂载体上，解决了催化剂在使用过程中烧结引起的催化效率下降问题。。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
将催化剂载体浸泡在溶液中，所述溶液含有离子，所述离子包括Mn离子，Cr离子，Fe离子，Cu离子的，其中Mn：Cr的摩尔比是1:1，Cr：(Fe+Cu)的摩尔比为60：1，所述溶液还含有酸，所述酸包括酒石酸、柠檬酸、EDTA酸、单宁酸、苹果酸，所述酸为所述离子重量的10％；
2)将经过步骤1)浸泡后的催化剂载体进行干燥，干燥后进行100-400℃的梯度活化，每100℃活化时间为2小时，活化后得到晶粒可逆生长催化剂，催化剂载体为堇青石。
实施例2
将催化剂载体浸泡在溶液中，所述溶液含有离子，所述离子包括Mn离子，Cr离子，Fe离子，Cu离子的，其中Mn：Cr的摩尔比是2:1，Cr：(Fe+Cu)的摩尔比为65：1，所述溶液还含有酸，所述酸包括酒石酸、柠檬酸、EDTA酸、单宁酸、苹果酸，所述酸为所述离子重量的15％；
2)将经过步骤1)浸泡后的催化剂载体进行干燥，干燥后进行100-400℃的梯度活化，每100℃活化时间为3小时，活化后得到晶粒可逆生长催化剂，催化剂载体为莫来石。
实施例3
将催化剂载体浸泡在溶液中，所述溶液含有离子，所述离子包括Mn离子，Cr离子，Fe离子，Cu离子的，其中Mn：Cr的摩尔比是3:1，Cr：(Fe+Cu)的摩尔比为70：1，所述溶液还含有酸，所述酸包括酒石酸、柠檬酸、EDTA酸、单宁酸、苹果酸，所述酸为所述离子重量的20％；
2)将经过步骤1)浸泡后的催化剂载体进行干燥，干燥后进行100-400℃的梯度活化，每100℃活化时间为3小时，活化后得到晶粒可逆生长催化剂，催化剂载体为堇青石。
实施例4
将催化剂载体浸泡在溶液中，所述溶液含有离子，所述离子包括Mn离子，Cr离子，Fe离子，Cu离子的，其中Mn：Cr的摩尔比是4:1，Cr：(Fe+Cu)的摩尔比为80：1，所述溶液还含有酸，所述酸包括酒石酸、柠檬酸、EDTA酸、单宁酸、苹果酸，所述酸为所述离子重量的15％；
2)将经过步骤1)浸泡后的催化剂载体进行干燥，干燥后进行100-400℃的梯度活化，每100℃活化时间为2小时，活化后得到晶粒可逆生长催化剂，催化剂载体为莫来石。
实施例5
将催化剂载体浸泡在溶液中，所述溶液含有离子，所述溶液包括：二氧化锰、三氧化二铬、氧化铁、氧化铜、酒石酸、柠檬酸、EDTA酸、单宁酸、苹果酸，其中Mn：Cr的摩尔比是3:1，Cr：(Fe+Cu)的摩尔比为75：1，所述溶液还含有酸，所述酸包括酒石酸、柠檬酸、EDTA酸、单宁酸、苹果酸，所述酸为所述离子重量的20％；
2)将经过步骤1)浸泡后的催化剂载体进行干燥，干燥后进行100-400℃的梯度活化，每100℃活化时间为3小时，活化后得到晶粒可逆生长催化剂，催化剂载体为莫来石。
对比例1
对比例1与实施例5的区别仅在于Cr：(Fe+Cu)的摩尔比为55：1，其他制备方法与制备条件与实施例1一致。
对比例2
对比例2与实施例5的区别仅在于Cr：(Fe+Cu)的摩尔比为85：1，其他制备方法与制备条件与实施例1一致。
对比例3
对比例3与实施例5的区别仅在于Mn：Cr的摩尔比是1:2，其他制备方法与制备条件与实施例1一致。
对比例4
对比例4与实施例5的区别仅在于Mn：Cr的摩尔比是5:1，其他制备方法与制备条件与实施例1一致。
对实施例1-5及对比例1-4得到的催化剂进行使用，使用方法如下：
(1)将催化剂在15％空气含量气氛下进行煅烧700度8个小时；
(2)将步骤(1)煅烧后的催化剂在15％水蒸气含量气氛下进行煅烧800度5个小时；
(3)将步骤(2)煅烧后的催化剂在5000ppm氨气气氛下进行煅烧400度6个小时。
对实施例1-5及对比例1-4得到的催化剂在使用过程进行监测催化剂粒径变化，结果见下表1，
表1
由表1可见，通过本发明实施例1-5得到的催化剂在经过使用后，催化剂粒径持续缩小，在氨气气氛煅烧后，缩小比例达到90％以上，由实施例5与对比例1-4对比可见，在本发明中Mn：Cr的摩尔比及Cr：(Fe+Cu)的摩尔比对催化剂使用后粒径缩小起到关键作用，当Mn：Cr的摩尔比是(1-4):1，Cr：(Fe+Cu)的摩尔比为(60-80)：1才能达到经过氨气气氛煅烧后缩小比例达到90％以上
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种晶粒可逆生长催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)将催化剂载体浸泡在溶液中，所述溶液含有离子，所述离子包括Mn离子，Cr离子，Fe离子，Cu离子的，其中Mn：Cr的摩尔比是(1-4):1，Cr：(Fe+Cu)的摩尔比为(60-80)：1，所述溶液还含有酸，所述酸包括酒石酸、柠檬酸、EDTA酸、单宁酸、苹果酸，所述酸为所述离子重量的10％-20％；
2)将经过步骤1)浸泡后的催化剂载体进行干燥，干燥后进行100-400℃的梯度活化，每100℃活化时间为2～3小时，活化后得到晶粒可逆生长催化剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Mn：Cr的摩尔比为2:1。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Cr：(Fe+Cu)的摩尔比为70：1。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸为所述离子重量的15％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂载体包括堇青石及莫来石。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶液包括：二氧化锰、三氧化二铬、氧化铁、氧化铜、酒石酸、柠檬酸、EDTA酸、单宁酸、苹果酸。
7.一种使用由权利要求1-6任一项所述制备方法制备的催化剂，其晶体使用方法包括以下步骤：
(1)将催化剂在10～20％空气含量气氛下进行煅烧600～800度6～10个小时；
(2)将步骤(1)煅烧后的催化剂在10～20％水蒸气含量气氛下进行煅烧800～900度4～8个小时；
(3)将步骤(2)煅烧后的催化剂在4000～5000ppm氨气气氛下进行煅烧300～500度4～8个小时。
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| CN1522178A (zh) * | 2001-05-08 | 2004-08-18 | �յ�-��ѧ��˾ | 用于费-托合成过程的高表面积、小晶粒尺寸催化剂 |
| CN1830529A (zh) * | 2005-03-10 | 2006-09-13 | 浙江师范大学 | 有机废气催化燃烧催化剂及其制造方法 |
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-
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Patent Citations (5)
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