【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂，具体而言，涉及一种铟基催化剂及其制备方法和应用，尤其涉及一种用于二氧化碳加氢制备甲醇的铟基催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、二氧化碳是一种典型的温室气体，通过化石燃料燃烧以及各种人类工业活动排放到大气中。截至到目前二氧化碳浓度已达到419ppm，大气中的二氧化碳水平上升导致全球气温变暖，严重威胁人类生存环境。因此，迫切需要开发和建立切实可靠的co2控制方法。
2、而将二氧化碳转化为经济相关的产品，例如，将二氧化碳转化甲醇等化学品，对于缓解化石燃料短缺和提供廉价化学原料是一条生态友好的绿色途径。在二氧化碳在高温下平衡转化为甲醇的过程中，开发有效的催化剂在高浓度co2条件下提高甲醇选择性和收率的催化剂设计是该工艺发展的一个挑战，因为在富co2的加氢反应中，逆水煤气变换反应(副反应)与生成甲醇的反应存在竞争。
3、工业上，一般使用cu-zno-al2o3作为催化剂，该催化剂虽然具有良好的二氧化碳转化活性，但逆水煤气变换反应较为严重，催化剂在容易在高温高压含水汽条件中失活。因此，急需寻找一种选择性更高且性能更稳定的co2加氢制甲醇催化剂来替代cu-zno-al2o3。
4、近期，有研究发现，含丰富氧空位的in2o3氧化物催化剂可显著抑制rwgs反应高选择性生成甲醇，特别是在与其他加氢金属，如，铑、金、钯、铂、镍、钴等配合使用时，铟基催化剂表现出良好的二氧化碳加氢活性和甲醇选择性，具有良好的应用前景。但是，由于in2o3的活性比cu基催化剂更弱，目前已知的铟基催化剂对于甲醇
5、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种铟基催化剂及其制备方法和应用。本专利技术所述铟基催化剂将具有较高甲醇选择性的铟金属和具有高加氢活性的贵金属一同限域在沸石晶体中，在减少金属用量的同时，使得催化剂在二氧化碳加氢制甲醇反应中获得极高的甲醇收率和稳定性。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种铟基催化剂，所述铟基催化剂包括分子筛载体和限域在所述分子筛内的活性金属组分；
4、其中，所述分子筛载体为全硅mfi型分子筛载体；
5、其中，所述活性金属组分包括主活性金属组分和贵金属助剂；所述主活性金属组分包括in，所述贵金属助剂包括fe、co、ni、cu、zn、ru、rh、pd、pt或ir中的任意一种或至少两种的组合。
6、优选地，所述铟基催化剂按质量百分含量计由以下组分组成：主活性金属组分0.5～5％、贵金属助剂0.1～2％，余量为分子筛载体。
7、优选地，所述全硅mfi型分子筛载体为s-1型全硅分子筛。
8、第二方面，本专利技术提供一种如第一方面所述的铟基催化剂的制备方法，所述制备方法包括：
9、将铟金属化合物和贵金属化合物分别配制成溶液，得到铟金属溶液和贵金属溶液；
10、将正硅酸乙酯、四丙基氢氧化铵和水混合，得到混合溶液；
11、向所述混合溶液中滴加铟金属溶液和贵金属溶液，搅拌后进行水热反应；
12、将水热反应得到的产物依次进行洗涤、过滤、干燥和煅烧，得到铟基催化剂。
13、优选地，所述铟金属化合物包括铟盐、铟的氧化物、铟的氢氧化物或铟的配合物中的任意一种或至少两种的组合，优选为铟盐。
14、优选地，所述铟盐包括铟的硝酸盐和/或铟的卤化物，进一步优选为硝酸铟；
15、优选地，所述贵金属化合物包括贵金属盐、贵金属的氧化物、贵金属的氢氧化物或贵金属的配合物中的任意一种或至少两种的组合，优选为贵金属盐；其中，所述贵金属助剂包括fe、co、ni、cu、zn、ru、rh、pd、pt或ir中的任意一种或至少两种的组合。
16、优选地，所述贵金属盐包括贵金属的硝酸盐、贵金属的卤化物或贵金属的硫酸盐中的任意一种或至少两种的组合。
17、优选地，所述贵金属为rh和/或pd。
18、优选地，所述铟金属溶液的溶剂为水。
19、优选地，所述铟金属溶液中铟金属化合物的浓度为0.1～1g/ml。
20、优选地，所述贵金属溶液的溶剂为乙二胺水溶液。
21、优选地，所述乙二胺水溶液中乙二胺的浓度为0.1～0.5g/ml。
22、优选地，所述贵金属溶液中贵金属化合物的浓度为0.01～0.05g/ml。
23、优选地，所述正硅酸乙酯、四丙基氢氧化铵和水的质量比为(3～4):(0.8～1.2):(10～25)。
24、优选地，滴加铟金属溶液和贵金属溶液的温度为10～35℃。
25、优选地，所述搅拌的时间为5～15h。
26、优选地，所述水热反应的温度为140～180℃，所述水热反应的时间为24～96h。
27、优选地，所述水热反应的具体步骤为：
28、(a)将四丙基氢氧化铵和水混合，滴加贵金属溶液，得到混合液一；
29、(b)向混合液一中加入正硅酸乙酯，得到混合液二；
30、(c)向混合液二中滴加铟金属溶液，进行水热反应，得到产物。
31、优选地，步骤(b)中，加入正硅酸乙酯后还需搅拌5～15h。
32、优选地，步骤(c)中，加入铟金属溶液后还需搅拌0.1～1h。
33、优选地，步骤(c)中，所述水热反应的升温速率为1～10℃/min，所述水热反应的温度为140～180℃，所述水热反应的时间为24～96h。
34、优选地，所述干燥的温度为70～90℃，所述干燥的时间为6～12h。
35、优选地，所述煅烧的温度为450～650℃，所述煅烧的时间为2～10h。
36、优选地，所述煅烧后还包括成型的步骤，所述成型为：压片成型后，再经造粒成型或挤压成型。
37、第三方面，本专利技术提供一种如第一方面所述的铟基催化剂、或如第二方面所述的制备方法制备得到的铟基催化剂在催化二氧化碳加氢制备甲醇中的应用。
38、第四方面，本专利技术提供一种二氧化碳加氢制备甲醇的方法，所述方法包括以下步骤：
39、在铟基催化剂的存在下，使二氧化碳和氢气进行反应，制备得到甲醇；
40、其中，所述铟基催化剂包括如第一方面所述的铟基催化剂、或如第二方面所述的制备方法制备得到的铟基催化剂。
41、优选地，所述反应在固定床反应器、移动床反应器或流化床反应器中任一装置中进行。
42、优选地，所述氢气和二氧化碳的摩尔比为(1～30):1。
43、优选地，所述反应的温度为200～350℃，所述反应的压力为2～10mpa。
44、优选地，所述反应的空速为6000～12000ml/h/g。
4本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铟基催化剂，其特征在于，所述铟基催化剂包括分子筛载体和限域在所述分子筛内的活性金属组分；
2.根据权利要求1所述的铟基催化剂，其特征在于，所述铟基催化剂按质量百分含量计由以下组分组成：主活性金属组分0.5～5％、贵金属助剂0.1～2％，余量为分子筛载体。
3.根据权利要求1或2所述的铟基催化剂，其特征在于，所述全硅MFI型分子筛载体为S-1型全硅分子筛。
4.一种根据权利要求1～3中任一项所述的铟基催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述铟金属化合物包括铟盐、铟的氧化物、铟的氢氧化物或铟的配合物中的任意一种或至少两种的组合，优选为铟盐；
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述正硅酸乙酯、四丙基氢氧化铵和水的质量比为(3～4):(0.8～1.2):(10～25)；
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为70～90℃，所述干燥的时间为6～12h；
8.一种根据权利要求1～3中任一项所述的铟基催化剂、
9.一种二氧化碳加氢制备甲醇的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述反应在固定床反应器、移动床反应器或流化床反应器中任一装置中进行；
...【技术特征摘要】
1.一种铟基催化剂，其特征在于，所述铟基催化剂包括分子筛载体和限域在所述分子筛内的活性金属组分；
2.根据权利要求1所述的铟基催化剂，其特征在于，所述铟基催化剂按质量百分含量计由以下组分组成：主活性金属组分0.5～5％、贵金属助剂0.1～2％，余量为分子筛载体。
3.根据权利要求1或2所述的铟基催化剂，其特征在于，所述全硅mfi型分子筛载体为s-1型全硅分子筛。
4.一种根据权利要求1～3中任一项所述的铟基催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述铟金属化合物包括铟盐、铟的氧化物、铟的氢氧化物或铟的配合物中的任意一种或至少两种的组合，优选...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾雷，陈惠，康金灿，成康，张庆红，王野，
申请(专利权)人：嘉庚创新实验室，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。