一种分子筛基铂锌双金属核壳催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种分子筛基铂锌双金属核壳催化剂及其制备方法，属于工业催化剂技术领域。催化剂以PtZn@SAPO

【技术实现步骤摘要】
一种分子筛基铂锌双金属核壳催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种分子筛基铂锌双金属核壳催化剂及其制备方法，属于工业催化剂


技术介绍

[0002]随着能源需求的增加，石油基产品的高效利用受到了越来越多的重视。正构烷烃是石油产品中的非理想组分，馏分油中正构烷烃的异构化可以提高汽油的辛烷值以及改善柴油和润滑油产品的低温性能。烷烃加氢异构化反应通常在含有金属位和酸性位的双功能催化剂上进行，金属位提供加氢/脱氢功能，酸性位提供骨架异构/裂化功能。传统的单一催化剂无法实现直链烃加氢异构化中的单支异构体和多支链异构体的高效选择。在直链烃加氢异构的产物中，多支异构物的辛烷值远高于单支异构物，因此，增加产物中多支链异构体的浓度可以有效提高汽油辛烷值。
[0003]PtZn双金属纳米催化剂由于具有较高的脱氢、加氢催化活性和选择性，作为催化直链烃加氢异构化反应的活性组分被广泛关注，但PtZn双金属纳米颗粒的表面能较高，在催化反应过程中，易发生团聚与烧结，因此将PtZn双金属纳米颗粒分散到大比表面载体上，从而抑制PtZn双金属纳米颗粒的团聚与烧结，是催化剂制备过程中行之有效的方法。SAPO
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11分子筛具有丰富且适宜的孔道结构和易于调控的酸性等优点，对直链烃加氢异构化中显示出相对较低的催化活性，对于单支异构体具有高选择性，但对多支异构体的选择性较低。因此改善SAPO
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11分子筛载体表面酸性和提高活性组分PtZn双金属纳米颗粒稳定性具有重要意义。
[0004]目前分子筛封装双金属催化剂的技术有很多，中国专利CN115106123B公开了一种采用担载Pd的HGaZSM
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12沸石基双功能催化剂，在介孔γ
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Al2O3上负载金属Pd，再与纳米HGaZSM
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12分子筛混合而成，该材料中选用的两种分子筛材料具有较强的酸性，仍然会导致裂化反应的发生，而且多支链烷烃更容易发生裂化反应，从而降低异构烷烃尤其是多支链异构烷烃的选择性。中国专利CN115090283A公开了一种负载型核壳催化剂，所述催化剂具有如下通式：xM@yShell/ZT，其中M、Shell和ZT分别代表活性金属、氧化物壳层以及载体，氧化物壳层并不参与催化反应过程，不能调节催化剂整体的催化性能，只能起到限制活性金属的流失的作用。
[0005]目前报道的核壳分子筛负载金属催化剂制备时，多数采用二次水热合成法，忽略了二次水热过程中对核分子筛稳定性的影响，同时壳层仅具有单一的活性中心限制作用，缺乏对于催化剂本身的改性作用，也缺乏对金属在分子筛分布位置的调控。
[0006]因此，开发用于吸附分离、石油化工、精细化学品生产等领域的核壳分子筛可控负载双金属纳米催化剂具有重要意义。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是，针对上述情况，本专利技术提供一种分子筛基铂锌双金属核壳催化
剂，该催化剂利用PtZn@SAPO
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11与固体酸SO
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/ZrO2的核壳封装作用，避免PtZn双金属纳米颗粒在反应过程中的团聚和流失，提高反应稳定性，同时SAPO
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11分子筛与固体酸SO
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/ZrO2的结合，可以有效提高直链烃正庚烷加氢异构化反应效率和异构体选择性。
[0008]同时，本专利技术提供一种分子筛基铂锌双金属核壳催化剂的制备方法，该法具有达到同等转化率下催化剂用量低、副反应少等优点，并在吸附分离、石油化工、精细化学品生产等领域具有良好的应用前景。
[0009]同时，本专利技术提供一种分子筛基铂锌双金属核壳催化剂在直链烃正庚烷加氢异构化反应中的应用。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0011]一种分子筛基铂锌双金属核壳催化剂，催化剂以PtZn@SAPO
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11为核，PtZn双金属纳米颗粒均匀分布在介孔SAPO
‑
11分子筛表面，固体酸SO
42
‑
/ZrO2为壳，以该催化剂的总质量计，锌的质量百分比为10～20wt％，铂的质量百分比为0.01～3wt％，介孔SAPO
‑
11分子筛的质量百分比为40～60wt％，余量为固体酸SO
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‑
/ZrO2壳，核层厚度为4～7μm，壳层厚度为2～3μm。
[0012]一种分子筛基铂锌双金属核壳催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0013]步骤1，通过水热合成法制备介孔SAPO
‑
11分子筛；
[0014]步骤2，将PtZn双金属纳米颗粒通过等离子体化学气相沉积技术负载到介孔SAPO
‑
11分子筛表面，获得PtZn@SAPO
‑
11材料；
[0015]步骤3.1，将PtZn@SAPO
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11材料、锆源和邻苯二甲酸混匀，过滤，干燥，煅烧制得ZrO2@PtZn@SAPO
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11材料；
[0016]步骤3.2，将ZrO2@PtZn@SAPO
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11在硫酸盐溶液中酸改性、煅烧得到SO
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/ZrO2@PtZn@SAPO
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11核壳催化剂。
[0017]步骤1中，具体为：室温下，将硅源、铝源、磷源、胺类结构导向剂、去离子水加入到反应釜中，调节pH值至5.0～5.5，升温至180～210℃，晶化反应24～30h后，降至室温后过滤；用去离子水洗涤滤饼至洗涤液呈中性并80～120℃真空干燥12～24h，然后在5～50mL/min的空气流中、500～650℃下焙烧5～10h，降至室温，得介孔SAPO
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11分子筛。
[0018]步骤2中，具体为：室温下，将Pt源、锌源、去离子水加入到反应釜中，搅拌0.2～0.5h后，加入步骤1中制得的介孔SAPO
‑
11分子筛，继续搅拌12～24h后，在80～120℃真空干燥12～24h，通过球磨机研磨至介孔SAPO
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11分子筛为40～50目，研磨转速为280～320r/min，时间为20～30min，研磨完成后，放入氧等离子体仪中处理3～5次，每次处理2～10min，制得PtZn@SAPO
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11材料；氧等离子体仪的射频功率为100～600W，使用的气源为O2/Ar混合气，O2/Ar混合气中，O2的体积占1～20％，混合气的气体流速为1～100mL/min。
[0019]步骤3.1中，具体为：室温下，将锆源、邻苯二甲酸溶解于有机溶剂中并完全溶解；然后，将PtZn@SAPO
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11材料添加到溶液中，并搅拌1～2h；将获得的悬浮液转移到反应釜中，并在110～140℃和60rpm下加热反应20～25h后，降至室温后过滤；用去离子水洗涤滤饼至洗涤液呈中性并80～120℃真空干本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分子筛基铂锌双金属核壳催化剂，其特征在于，催化剂以PtZn@SAPO
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11为核，PtZn双金属纳米颗粒均匀分布在介孔SAPO
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11分子筛表面，固体酸SO
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/ZrO2为壳，以该催化剂的总质量计，锌的质量百分比为10～20wt％，铂的质量百分比为0.01～3wt％，介孔SAPO
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11分子筛的质量百分比为40～60wt％，余量为固体酸SO
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/ZrO2壳，核层厚度为4～7μm，壳层厚度为2～3μm。2.根据权利要求1所述的一种分子筛基铂锌双金属核壳催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，通过水热合成法制备介孔SAPO
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11分子筛；步骤2，将PtZn双金属纳米颗粒通过等离子体化学气相沉积技术负载到介孔SAPO
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11分子筛表面，获得PtZn@SAPO
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11材料；步骤3.1，将PtZn@SAPO
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11材料、锆源和邻苯二甲酸混匀，过滤，干燥，煅烧制得ZrO2@PtZn@SAPO
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11材料；步骤3.2，将ZrO2@PtZn@SAPO
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11在硫酸盐溶液中酸改性、煅烧得到SO
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/ZrO2@PtZn@SAPO
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11核壳催化剂。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，具体为：室温下，将硅源、铝源、磷源、胺类结构导向剂、去离子水加入到反应釜中，调节pH值至5.0~5.5，升温至180~210℃，晶化反应24~30h后，降至室温后过滤；用去离子水洗涤滤饼至洗涤液呈中性并80~120℃真空干燥12~24h，然后在5～50mL/min的空气流中、500～650℃下焙烧5～10h，降至室温，得介孔SAPO
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11分子筛。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，具体为：室温下，将Pt源、锌源、去离子水加入到反应釜中，搅拌0.2～0.5h后，加入步骤1中制得的介孔SAPO
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11分子筛，继续搅拌12～24h后，在80～120℃真空干燥12～24h，通过球磨机研磨至介孔SAPO
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11分子筛为40~50目，研磨转速为280~320r/min，时间为20~30min，研磨完成后，放入氧等离子体仪中处理3～5次，每次处理2～10min，制得PtZn@SAPO
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11材料；氧等离子体仪的射频功率为100～600W，使用的气源为O2/Ar混合气，O2/Ar混合气中，O2的体积占1~20%，混合气的气体流速为1～100mL/min。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：周钰明，黄艳丽，鲍杰华，钱勇，徐强，薛谊，
申请(专利权)人：南京谊明新材料科技有限公司南京国星生物技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：