【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及催化劑，特別是涉及一種復(fù)合氧化物催化劑及其制備方法和用途。
技術(shù)介紹
1、隨著社會(huì)發(fā)展對能源和資源的需求不斷增長，煤炭、天然氣、石油等化石能源正在不斷被消耗并產(chǎn)生大量的二氧化碳釋放到空氣中，由此引起了一列的自然和社會(huì)問題。
2、通過催化二氧化碳加氫，可以將二氧化碳轉(zhuǎn)化為具有高附加值的化學(xué)品，如甲醇、乙醇、尿素、碳酸鹽等。目前的市場價(jià)格，甲醇的價(jià)格為2525元/噸，乙醇的價(jià)格為5950元/噸。明顯，乙醇相對于甲醇具有更高的價(jià)值。現(xiàn)有技術(shù)中，工業(yè)上制備乙醇主要有以下三種方法：①水合法；②生物發(fā)酵法；③合成氣(co+h2)直接催化法。水合法和生物發(fā)酵法相對成本較高、副反應(yīng)較多，合成氣直接催化法能夠有效利用煤炭資源，但仍存在副反應(yīng)較多、產(chǎn)物選擇性低等問題。二氧化碳加氫反應(yīng)由于需要的氫氣更多，表面反應(yīng)過程中c-c偶聯(lián)相對于合成氣更難發(fā)生，更容易生成低碳數(shù)的產(chǎn)物和含氧產(chǎn)物，能夠有效提高乙醇產(chǎn)率，作為一種新興的制備乙醇的方法具有較大的潛力。
3、二氧化碳加氫制備乙醇目前主要著力于開發(fā)活性高、選擇性高且穩(wěn)定性好的催化劑。基于文獻(xiàn)報(bào)道，目前合成氣制乙醇的催化劑主要分為以下三類：①貴金屬催化劑，主要為rh基、pd基和au基催化劑等。貴金屬通常負(fù)載在具有氧空位的載體上，以彌補(bǔ)貴金屬活化二氧化碳能力差的缺點(diǎn)。典型的專利有cn202110440016.4、cn201910424660.5、cn201811355101.5和cn201610990095.5，典型的文獻(xiàn)有angew?chem?int?ed,63,2024
4、目前，fe基非貴金屬催化劑也在二氧化碳加氫制乙醇中表現(xiàn)出良好的性能，且由于活性組分金屬fe價(jià)格低、儲(chǔ)量大且容易獲得，同時(shí)催化活性高，被認(rèn)為是具有工業(yè)前景的乙醇催化劑。但與其它非貴金屬催化劑相同，fe基催化劑的得到的乙醇選擇性低、收率低。如何通過fe基催化劑的合理設(shè)計(jì)，提高二氧化碳加氫制備乙醇的活性和選擇性是當(dāng)下面臨的重大挑戰(zhàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本專利技術(shù)的目的在于提供一種復(fù)合氧化物催化劑及其制備方法和用途。本專利技術(shù)所述復(fù)合氧化物催化劑中fe基催化劑和cuzr基催化劑協(xié)同作用使得所述催化劑在乙醇合成反應(yīng)中表現(xiàn)出具有高活性，在轉(zhuǎn)化率較高的情況下，還表現(xiàn)出高的乙醇選擇性，能夠獲得高純度的單一乙醇產(chǎn)物，能極大減少分離的成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本專利技術(shù)第一方面提供一種復(fù)合氧化物催化劑。
3、所述復(fù)合氧化物催化劑的原料包括fe基催化劑、cuzr基催化劑和第一載體；以所述復(fù)合氧化物催化劑的原料的總質(zhì)量為基準(zhǔn)計(jì)，所述fe基催化劑的含量為20～80wt％，所述cuzr基催化劑的含量為15～79wt％，所述第一載體的含量為1～5wt％。
4、如所述fe基催化劑的含量可以為20～24wt％、24～35wt％，35～40wt％、40～48wt％、48～50wt％、50～55wt％、55～67wt％、67～75wt％、75～80wt％。
5、如所述cuzr基催化劑的含量可以為15～20wt％、20～23.6wt％、23.6～30wt％，30～41wt％、41～49wt％、49～50wt％、50～55wt％、55～62wt％、62～70wt％、70～79wt％。
6、如所述第一載體的含量可以為1～2wt％、2～3wt％、3～4wt％、4～5wt％。
7、優(yōu)選地，所述fe基催化劑的含量為24～75wt％。
8、優(yōu)選地，所述cuzr基催化劑的含量為23.6～62wt％。
9、優(yōu)選地，所述第一載體選自sio2，tio2，al2o中的一種或多種。
10、更優(yōu)選地，所述第一載體選自氣相sio2、氣相al2o3、氣相tio2、液態(tài)硅溶膠、tio2氣溶膠、al2o?3氣溶膠中的一種或多種。
11、優(yōu)選地，所述fe基催化劑包括fe氧化物和其他氧化物，以所述fe基催化劑的質(zhì)量為基準(zhǔn)計(jì)，所述fe氧化物的含量為15wt％～75wt％，所述其他氧化物的含量為25wt％～85wt％，所述其他氧化物包括第一金屬氧化物，所述第一金屬選自堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、稀土金屬和iiia族金屬中的一種或多種。
12、如所述fe氧化物的含量可以為15wt％～15.8wt％、15.8wt％～25wt％、25wt％～30.5wt％、30.5wt％～37.6wt％、37.6wt％～48wt％、48wt％～55wt％、55wt％～65wt％、65wt％～75wt％。
13、如所述其他氧化物的含量可以為25wt％～29wt％、29wt％～41wt％、41wt％～51.2wt％、51.2wt％～62.4wt％、62.4wt％～69.5wt％、69.5wt％～75wt％、75wt％～84.2wt％、84.2wt％～85wt％。
14、更優(yōu)選地，所述fe氧化物的含量為15.8wt％～71wt％。
15、更優(yōu)選地，所述其他氧化物的含量為29wt％～84.2wt％。
16、更優(yōu)選地，所述fe氧化物為fe3o4。
17、更優(yōu)選地，所述其他氧化物還包括第二載體，所述第二載體選自sio2，tio2，al2o3中的一種或多種。
18、更優(yōu)選地，所述堿土金屬選自mg、ca和ba中的一種或多種。
19、更優(yōu)選地，所述的過渡金屬選自mn、co、zr、cu和zn中一種或多種。
20、更優(yōu)選地，所述的稀土金屬選自la和ce中的一種或兩種。
21、更優(yōu)選地，和/或，所述的iiia族金屬選自al和in中的一種或兩種。
22、優(yōu)選地，所述cuzr基催化劑包括cuzr氧化物和第二金屬氧化物，以所述cuzr基催化劑的質(zhì)量為基準(zhǔn)計(jì)，所述cuzr氧化物的含量為20wt％～85wt％，所述第二金屬氧化物的含量為15wt％～80wt％，所述第二金本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種復(fù)合氧化物催化劑，其特征在于，所述復(fù)合氧化物催化劑的原料包括Fe基催化劑、CuZr基催化劑和第一載體；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合氧化物催化劑，其特征在于，所述Fe基催化劑包括Fe氧化物和其他氧化物，以所述Fe基催化劑的質(zhì)量為基準(zhǔn)計(jì)，所述Fe氧化物的含量為15wt％～75wt％，所述其他氧化物的含量為25wt％～85wt％，所述其他氧化物包括第一金屬氧化物，所述第一金屬選自堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、稀土金屬和IIIA族金屬中的一種或多種；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合氧化物催化劑，其特征在于，所述Fe基催化劑的制備方法包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合氧化物催化劑，其特征在于，所述步驟b3)中，所述母液中還分散有第二載體；
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任意一項(xiàng)所述的復(fù)合氧化物催化劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟a2)中，所述焙燒的溫度為200～500℃；和/或，所述步驟a2)中，所述焙燒的時(shí)間為2～10h。
7.一種如權(quán)利要求
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用途，其特征在于，所述還原處理使用的氣體選自H2、CO、合成氣和惰性氣體中的一種或多種；
9.一種采用如權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的復(fù)合氧化物催化劑制備乙醇的方法，其特征在于，CO2與H2在所述復(fù)合氧化物催化劑催化作用下反應(yīng)制備乙醇。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述H2與CO2的體積比為(0.5～5):1；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種復(fù)合氧化物催化劑，其特征在于，所述復(fù)合氧化物催化劑的原料包括fe基催化劑、cuzr基催化劑和第一載體；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合氧化物催化劑，其特征在于，所述fe基催化劑包括fe氧化物和其他氧化物，以所述fe基催化劑的質(zhì)量為基準(zhǔn)計(jì)，所述fe氧化物的含量為15wt％～75wt％，所述其他氧化物的含量為25wt％～85wt％，所述其他氧化物包括第一金屬氧化物，所述第一金屬選自堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、稀土金屬和iiia族金屬中的一種或多種；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合氧化物催化劑，其特征在于，所述fe基催化劑的制備方法包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合氧化物催化劑，其特征在于，所述步驟b3)中，所述母液中還分散有第二載體；
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任意一項(xiàng)所述的復(fù)合氧化物催化劑的制備方法，其特征在于，所述制備...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：林鐵軍，申華辰，鐘良樞，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院上海高等研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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