一种用于制造技术

本发明专利技术公开了一种用于

【技术实现步骤摘要】
一种用于CO2加氢制甲醚的Zr/CuZnO催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及二氧化碳制备甲醚的新型催化剂合成领域，具体涉及的是一种用于
CO2加氢制甲醚的
Zr/CuZnO
催化剂及其制备方法
。

技术介绍

[0002]CO2作为广泛存在
、
来源丰富又便宜的碳源，常用来制备最简单的某些有机物质，比如甲醇
、
甲醚
(
也叫二甲醚，简称
DME)。
比较常见的研究是
CO2加氢制甲醇，但二甲醚的生成也同样重要，以
CO2为原料催化加氢合成二甲醚，是将
CO2作为可再生资源充分利用
、
开发新能源
、
获得大宗化学品
、
实现自然界碳元素良性循环的有效途径
。
二甲醚燃烧过程无硫
、
无
NOX、
无粉尘排放，其臭氧耗减潜能值
(ODP)
及全球变暖潜能量
(GWP)
低，可替代石油液化气作为一种生态友好型燃料使用
。
[0003]目前，
CO2加氢直接合成
DME
仍处在探索阶段
。CO2加氢直接合成二甲醚采用由甲醇合成活性中心和甲醇脱水活性中心组成双功能催化剂
。
在
CO2加氢直接合成二甲醚所使用的双功能复合催化剂中，甲醇合成活性组分主要为
Cu
基催化剂，甲醇脱水活性组分主要为
HZS M
‑
5、
γ
‑
Al2O3等固体酸，但普通的
Cu
基催化剂对于甲醇和二甲醚的单程收率来说均不高，此外，催化剂组成
、
配比对催化性能都有不同程度的影响
。Cu
基催化剂的进一步改进，对
CO2加氢直接合成
DME
具有重要的意义
。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种用于
CO2加氢制甲醚的
Zr/CuZnO
催化剂及其制备方法，以解决现有用于
CO2加氢制甲醚的催化剂收率不高的技术问题
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种用于
CO2加氢制甲醚的
Zr/CuZnO
催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0007](1)
将十四烷基三甲基溴化铵和氢氧化钾溶解于去离子水中，在水浴
70
～
90℃
下搅拌溶解；
[0008](2)
将硝酸铜
、
硝酸锌溶解在步骤
(1)
所得溶液中；
[0009](3)
将步骤
(2)
所得溶液在水浴
70
～
80℃
恒温下保持
1h
，然后将溶液转移至烘箱，在
100
～
120℃
下进行烘干；
[0010](4)
将步骤
(3)
烘干后的沉淀在空气氛围中
600℃
下进行煅烧
3h
；
[0011](5)
将步骤
(4)
煅烧所得粉末用过量的去离子水和乙醇洗涤黑色粉末，得到片状的
Cu ZnO
氧化物；
[0012](6)
再将制得的
CuZnO
氧化物分散到丙醇中，加入丙醇锆，搅拌溶解；
[0013](7)
将去离子水逐滴加入步骤
(6)
所得溶液中，直至无沉淀产生；
[0014](8)
将步骤
(7)
所得沉淀过滤，用过量的去离子水和乙醇洗涤；
[0015](9)
将步骤
(8)
洗涤所得粉末在空气氛围下，升温至
500
～
600℃
，持续煅烧
2h
，即得到
Zr/CuZnO
催化剂
。
[0016]作为优选地，步骤
(2)
中硝酸铜
、
硝酸锌的摩尔比为
3∶2。
[0017]作为优选地，步骤
(9)
中所述
Zr/CuZnO
催化剂中，
Zr
的含量为1～
1.5wt
％
。
[0018]作为优选地，步骤
(9)
升温至
500
～
600℃
以
10℃/min
的升温速率进行
。
[0019]上述任意一项所述的制备方法制备的
Zr/CuZnO
催化剂
。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0021]本专利技术先利用十四烷基三甲基溴化铵
、
氢氧化钾
、
硝酸铜
、
硝酸锌，采用软模板法制备得到二维片状
CuZnO
氧化物，而后将
Zr
负载于二维片状
CuZnO
氧化物上形成
Zr/CuZnO
氧化物催化剂，能够获得更大的比表面积，能够更好的暴露活性中心，提高催化反应活性；本专利技术通过特定的
CuZn
比和特定的
Zr
负载量，将甲醚收率大大提高
。
附图说明
[0022]图1为本专利技术所得
Zr/CuZnO
的
SEM
电镜图；
[0023]图2为不同
CuZn
比例的
CuZnO
对
CO2催化加氢活性的影响折线图；
[0024]图3为不同
Zr
负载量的
Zr/CuZnO
催化剂对
CO2催化加氢活性的影响折线图；
[0025]图4为不同载体对催化活性的影响折线图；
[0026]图5为不同制备方法制备的
Zr/CuZnO
催化剂对催化活性的影响折线图；
[0027]图6为
1wt
％
Zr/Cu
0.6
Zn
0.4
O
催化剂在不同温度下对
CO2催化加氢制甲醚的催化活性影响折线图；
[0028]图7为
1wt
％
Zr/Cu
0.6
Zn
0.4
O
‑1催化剂在不同温度下对
CO2催化加氢制甲醚的催化活性影响折线图；
[0029]图8为
1wt
％
Zr/Cu
0.6
Zn
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于
CO2加氢制甲醚的
Zr/CuZnO
催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)
将十四烷基三甲基溴化铵和氢氧化钾溶解于去离子水中，在水浴
70
～
90℃
下搅拌溶解；
(2)
将硝酸铜
、
硝酸锌溶解在步骤
(1)
所得溶液中；
(3)
将步骤
(2)
所得溶液在水浴
70
～
80℃
恒温下保持
1h
，然后将溶液转移至烘箱，在
100
～
120℃
下进行烘干；
(4)
将步骤
(3)
烘干后的沉淀在空气氛围中
600℃
下进行煅烧
3h
；
(5)
将步骤
(4)
煅烧所得粉末用过量的去离子水和乙醇洗涤黑色粉末，得到片状的
Cu ZnO
氧化物；
(6)
再将制得的
CuZnO
氧化物分散到丙醇中，加入丙醇锆，搅拌溶解；
(7)
将去离子水逐滴加入步...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏征，李毅舟，苏洪涛，王兴国，王骁，徐宇哲，钟小普，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：