本發(fā)明涉及一種負(fù)載型鉑基催化劑及其制備方法,屬于工業(yè)催化技術(shù)領(lǐng)域的催化劑制備技術(shù)。
背景技術(shù):
丙烷脫氫制丙烯技術(shù)是實(shí)現(xiàn)練廠氣和油田伴生氣中低碳烷烴資源優(yōu)化利用的重要途徑,具有重要的研究意義。由于丙烷脫氫是一個(gè)強(qiáng)吸熱反應(yīng)過(guò)程,需要在高溫的苛刻條件下進(jìn)行,因此活性組分燒結(jié)和積碳將導(dǎo)致催化劑的快速失活。研制出具有優(yōu)異反應(yīng)性能的脫氫催化劑是實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的關(guān)鍵。
丙烷催化脫氫反應(yīng)用到的催化劑是多相催化劑,活性金屬Pt顆粒是主要的催化活性中心,其在載體上的分散狀態(tài)、大小和形態(tài)等都會(huì)對(duì)丙烷脫氫催化性能有著重要的影響。CN201510284556.2公開(kāi)了一種以復(fù)合氧化物氧化鋁-氧化鉻作為復(fù)合載體、金屬Pt為活性組分、金屬Sn、La和Y為助劑的丙烷脫氫催化劑。CN201510363737.4提供一種以氧化鋁、氧化鎂混合物為載體的丙烷脫氫催化劑。CN201410277124.4提供了一種利用水滑石層板對(duì)金屬活性中心的晶格誘導(dǎo)作用控制活性中心高度分散的負(fù)載型金屬催化劑。盡管這些催化劑在某些條件下的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和選擇性較高,但在高溫的反應(yīng)條件下,催化劑表面的積碳和活性組分的燒結(jié)仍不可避免,導(dǎo)致催化劑的快速失活。另外,已公開(kāi)的專(zhuān)利文獻(xiàn)對(duì)丙烷脫氫催化劑的研究多集中在不同類(lèi)型的載體篩選及金屬助劑的影響上,而忽略了對(duì)活性中心和載體微結(jié)構(gòu)的控制。因此,探索催化劑的制備方法,以調(diào)控載體的微觀形貌,進(jìn)而改善催化劑活性中心的分布,充分發(fā)揮助劑的助催化效應(yīng)就顯得十分重要與緊迫。
近年來(lái),水滑石(LDHs)以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用到催化領(lǐng)域,最常見(jiàn)的水滑石為鎂鋁水滑石、鋅鋁水滑石等。當(dāng)這些水滑石在被用作催化劑載體時(shí),二價(jià)金屬氫氧化物可對(duì)進(jìn)入其晶格的高價(jià)金屬起到限域效應(yīng),進(jìn)而限制了高價(jià)金屬在焙燒、還原的過(guò)程中的生長(zhǎng)。同時(shí),水滑石層板的晶格誘導(dǎo)又有利于外源活性金屬的分散。因此,研究者們常常利用水滑石的這些特點(diǎn),有效地抑制了金屬助劑在焙燒還原過(guò)程中的生長(zhǎng),并成功地利用晶格誘導(dǎo)作用,實(shí)現(xiàn)了對(duì)金屬活性中心分散狀態(tài)的控制。但由于這些常見(jiàn)的水滑石本身不具備催化活性,僅僅作為載體,這在很大程度上限制了催化劑的催化效率。因此,我們通過(guò)Sn-Al水滑石在介孔氧化鋁上的原位生長(zhǎng)引入錫(Sn)組分,再通過(guò)活性金屬在水滑石上的原位還原引入鉑(Pt)組分。該類(lèi)型催化劑不僅有助于鉑、錫組分的錨定,而且也有助于活性組分的分散。因此,通過(guò)調(diào)變Sn-Al水滑石原位生長(zhǎng)的形貌,控制載體的微觀結(jié)構(gòu),考察其對(duì)丙烷脫氫反應(yīng)性能的影響,以獲得具有優(yōu)異催化反應(yīng)性能的催化劑顯得尤為重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明的目的是提供一種負(fù)載型鉑基催化劑及其制備方法,該催化劑是先制備一定形貌的Sn-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料,再利用層板中的Sn2+的還原作用,實(shí)現(xiàn)鉑金屬在Sn-Al LDHs層板間的原位還原。擠條成型后,經(jīng)高溫活化、還原處理,利用Sn-Al LDHs高溫生成雙金屬?gòu)?fù)合氧化物且形貌不變的特性制備得到Pt/SnO2-Al2O3催化劑。催化劑具有較高的丙烷脫氫反應(yīng)活性、選擇性與穩(wěn)定性,顯示出良好的應(yīng)用前景。
技術(shù)方案:本發(fā)明的一種負(fù)載型鉑基催化劑以含有Sn、Al雙金屬的復(fù)合氧化物SnO2-Al2O3為載體,以鉑金屬為活性組分,并以耐高溫的無(wú)機(jī)氧化物為粘結(jié)劑,擠條成型。
所述的負(fù)載型鉑基催化劑以復(fù)合氧化物SnO2-Al2O3載體質(zhì)量計(jì),復(fù)合氧化物中Sn組分質(zhì)量百分含量0.1wt%~2wt%;Al組分質(zhì)量百分含量52wt%~52.9wt%;其余為氧組分質(zhì)量百分含量;以催化劑總質(zhì)量計(jì),鉑組分質(zhì)量百分含量0.05wt%~2wt%;復(fù)合氧化物SnO2-Al2O3質(zhì)量百分含量23wt%~95.95wt%;粘結(jié)劑質(zhì)量百分含量2wt%~50wt%;助擠劑的質(zhì)量百分含量為1wt%~15wt%;酸性膠溶劑的質(zhì)量百分含量為1wt%~10wt%。
所述的耐高溫的無(wú)機(jī)氧化物為是氧化鋁和硅酸鋁中的一種或兩種的復(fù)合物。
本發(fā)明的一種負(fù)載型鉑基催化劑的制備方法的制備方法為:
步驟a)室溫下,將模板劑溶解在無(wú)水乙醇和去離子水體積比為3:1~1:3的乙醇水溶液中,模板劑和乙醇水溶液的質(zhì)量比為1:25~1:250,隨后向該混合溶液中加入鋁源,鋁源和模板劑質(zhì)量比為1:1~20:1,25~60℃下攪拌2~12h,過(guò)濾,用80~150倍模板劑質(zhì)量的去離子水、40~80倍模板劑質(zhì)量的乙醇分別洗滌濾餅,60~100℃下真空干燥8~10h,300~700℃空氣氣氛下焙燒2~10h,得介孔氧化鋁;
步驟b)室溫下,將SnCl2·2H2O和沉淀劑按照2:1~2:5的質(zhì)量比溶于去離子水中形成溶液,沉淀劑和去離子水質(zhì)量比為1:5~1:100,攪拌均勻后,取步驟a)中制備的介孔氧化鋁浸漬到上述溶液中,介孔氧化鋁和沉淀劑的質(zhì)量比50:1~1:1,隨后轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中,80~120℃下水熱處理2-12h,過(guò)濾,用50~100倍介孔氧化鋁質(zhì)量的去離子水、10~30倍介孔氧化鋁質(zhì)量的乙醇分別洗滌濾餅,得Sn-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料;
步驟c)在50~80℃下將步驟b)制備的Sn-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料加入到由含鉑酸、乙醇和去離子水組成的混合溶液中,Sn-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料與含鉑酸的質(zhì)量比為25:1~200:1,攪拌3~24h,過(guò)濾,60~100℃下真空干燥8~10h后,向?yàn)V餅中加入無(wú)機(jī)氧化物粘結(jié)劑、助擠劑、酸性膠溶劑,擠條成型,得到成型催化劑;
步驟d)將步驟c)制得的成型催化劑在60℃~180℃烘干2~10h,然后在450~600℃的空氣中活化2~10h,在450~600℃的氫氣流中還原1~10h,得SnO2-Al2O3為載體的負(fù)載型鉑基催化劑。
其中:
步驟a)中所述的模板劑是十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮和月桂酸中的一種或者幾種的組合;所述的鋁源為異丙醇鋁和仲丁醇鋁中的一種或者兩種的組合。
步驟b)中所述的沉淀劑是尿素、氨水、六次亞甲基四胺中的一種或者幾種的組合,其中氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10wt%~35wt%.
步驟c)中所述的含鉑酸為四氯鉑酸,鉑濃度為8~20mg/mL。
步驟c)中所述催化劑成型過(guò)程加入的耐高溫的無(wú)機(jī)氧化物粘結(jié)劑是氧化鋁和硅酸鋁中的一種或兩種的復(fù)合物,加入的助擠劑是田菁粉、多元羧酸中的一種或幾種的復(fù)合物,多元羧酸可以是檸檬酸、草酸和酒石酸中的一種或幾種酸的混合物,加入的酸性膠溶劑是稀硫酸、鹽酸、硝酸中的一種或幾種酸的混合物。
所述含鉑酸、乙醇和去離子水組成的混合溶液,質(zhì)量比為1:1:1~1:20:60。
有益效果:本發(fā)明的目的是提供一種負(fù)載型鉑基催化劑及其制備方法,該催化劑是先制備具有特定形貌的Sn-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料,再利用層板中的Sn2+的還原作用,實(shí)現(xiàn)Sn-Al LDHs的層板間鉑金屬的原位還原。擠條成型后,經(jīng)高溫活化、還原處理,利用Sn-Al LDHs高溫生成雙金屬?gòu)?fù)合氧化物且形貌不變的特性制備得到Pt/SnO2-Al2O3催化劑。該催化劑具有較高的丙烷脫氫反應(yīng)活性、選擇性與穩(wěn)定性,顯示出良好的應(yīng)用前景。
本發(fā)明的特點(diǎn)為:
(1)以具有特定孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的介孔氧化鋁材料作為基底。介孔氧化鋁的合成過(guò)程中,通過(guò)改變模板劑、鋁源的種類(lèi)、含量,調(diào)控介孔氧化鋁的孔道大小和有序性。利用介孔氧化鋁具有的特殊酸性和較大的比表面積,促進(jìn)后續(xù)催化劑丙烷脫氫反應(yīng)的進(jìn)行;同時(shí)利用基底的“鋁”特性誘導(dǎo)Sn-Al LDHs的原位生長(zhǎng),使Sn組分牢固在其表面,有利于催化劑的催化活性和穩(wěn)定性的提高。
(2)Sn組分在介孔氧化鋁表面的原位生長(zhǎng)。Sn組分是以Sn(OH)2的方式原位生長(zhǎng)在介孔氧化鋁的表面,便于增強(qiáng)Sn組分與載體間的相互作用,提高催化反應(yīng)的穩(wěn)定性。同時(shí),Sn-Al LDHs形貌的可調(diào)性,有利于充分發(fā)揮Sn組分的助催化作用。
(3)利用水滑石層板中Sn2+的還原作用,實(shí)現(xiàn)Sn-Al LDHs的層板間鉑金屬的原位還原。最后經(jīng)活化、還原等處理,得到Pt/SnO2-Al2O3催化劑。鉑組分的原位還原方法,不僅可改善鉑金屬和Sn組分間的空間位置分布,還能促進(jìn)鉑組分的充分還原,實(shí)現(xiàn)活性金屬的均勻分散。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明是提供一種負(fù)載型鉑基催化劑及其制備方法,該催化劑是先通過(guò)調(diào)控模板劑、鋁源的種類(lèi)、含量,利用鋁源的水解反應(yīng),制備出具有一定孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的介孔氧化鋁。接著將SnCl2·2H2O和制備的介孔氧化鋁在堿溶液下反應(yīng),制備一定形貌的Sn-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料;然后將制得的Sn-Al LDHs/Al2O3浸漬到含鉑酸溶液中,實(shí)現(xiàn)鉑金屬在Sn-Al LDHs層板間的原位還原。擠條成型后,經(jīng)高溫活化、還原處理,利用Sn-Al LDHs高溫生成雙金屬?gòu)?fù)合氧化物且形貌不變的特性制備得到Pt/SnO2-Al2O3催化劑。該催化劑的活性組分為鉑,載體為SnO2-Al2O3。催化劑的丙烷脫氫反應(yīng)性能評(píng)價(jià)結(jié)果表明,該催化劑具有較高的催化反應(yīng)活性、選擇性與穩(wěn)定性,顯示出良好的應(yīng)用前景。
上述催化劑制備過(guò)程中的堿溶液是通過(guò)尿素,氨水或者六次亞甲基四胺中的一種或幾種來(lái)調(diào)節(jié)。
上述催化劑的成型中加入的無(wú)機(jī)氧化物粘結(jié)劑可以是氧化鋁和硅酸鋁中的一種或兩種的復(fù)合物;加入的助擠劑可以是田菁粉、多元羧酸中的一種或幾種的復(fù)合物,多元羧酸可以是檸檬酸、草酸和酒石酸中的一種或幾種酸的混合物。
上述的催化劑在成型過(guò)程中,除加入無(wú)機(jī)氧化物粘結(jié)劑和助擠劑外,還需滴加酸性膠溶劑。酸性膠溶劑可以是稀硫酸、鹽酸、硝酸中的一種或幾種酸的混合物。
上述催化劑的制備以基于SnO2-Al2O3載體質(zhì)量計(jì),復(fù)合氧化物中Sn組分質(zhì)量百分含量0.1wt%~2wt%;Al組分質(zhì)量百分含量52wt%~52.9wt%;其余為氧組分質(zhì)量百分含量。以催化劑總質(zhì)量計(jì),鉑組分質(zhì)量百分含量0.05wt%~2wt%;復(fù)合氧化物SnO2-Al2O3質(zhì)量百分含量23wt%~95.95wt%;無(wú)機(jī)氧化物粘結(jié)劑質(zhì)量百分含量2wt%~50wt%;助擠劑的質(zhì)量百分含量為1wt%~15wt%;酸性膠溶劑的質(zhì)量百分含量為1wt%~10wt%。
本發(fā)明負(fù)載型鉑基催化劑的制備方法為:
步驟a)室溫下,將模板劑溶解在無(wú)水乙醇和去離子水體積比為3:1~1:3的乙醇水溶液中,模板劑和乙醇水溶液的質(zhì)量比為1:25~1:250,隨后向該混合溶液中加入鋁源,鋁源和模板劑質(zhì)量比為1:1~20:1,25~60℃下攪拌2~12h,過(guò)濾,用80~150倍模板劑質(zhì)量的去離子水、40~80倍模板劑質(zhì)量的乙醇分別洗滌濾餅,60~100℃下真空干燥8~10h,300~700℃空氣氣氛下焙燒2~10h,得介孔氧化鋁;
步驟b)室溫下,將SnCl2·2H2O和沉淀劑按照2:1~2:5的質(zhì)量比溶于去離子水中形成溶液,沉淀劑和去離子水質(zhì)量比為1:5~1:100,攪拌均勻后,取步驟a)中制備的介孔氧化鋁浸漬到上述溶液中,介孔氧化鋁和沉淀劑的質(zhì)量比50:1~1:1,隨后轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中,80~120℃下水熱處理2-12h,過(guò)濾,用50~100倍介孔氧化鋁質(zhì)量的去離子水、10~30倍介孔氧化鋁質(zhì)量的乙醇分別洗滌濾餅,得Sn-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料;
步驟c)在50~80℃下將步驟b)制備的Sn-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料加入到由含鉑酸、乙醇和去離子水組成的混合溶液中,Sn-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料與含鉑酸的質(zhì)量比為25:1~200:1,含鉑酸、乙醇和去離子水按質(zhì)量比為1:1:1~1:20:60,攪拌3~24h,過(guò)濾,60~100℃下真空干燥8~10h后,向?yàn)V餅中加入無(wú)機(jī)氧化物粘結(jié)劑、助擠劑、酸性膠溶劑,擠條成型,得到成型催化劑;
步驟d)將步驟c)制得的成型催化劑在60℃~180℃烘干2~10h,然后在450~600℃的空氣中活化2~10h,在450~600℃的氫氣流中還原1~10h,得SnO2-Al2O3為載體的負(fù)載型鉑基催化劑。
上述負(fù)載型鉑基丙烷脫氫催化劑的制備方法步驟a)中所述的模板劑是十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮和月桂酸中的一種或者幾種的組合。所述的鋁源為異丙醇鋁和仲丁醇鋁中的一種或者兩種的組合。步驟b)中,水熱反應(yīng)過(guò)程中,由于介孔氧化鋁為Sn-Al LDHs原位生長(zhǎng)提供鋁源,所制備的Sn-Al LDHs和介孔氧化鋁之間存在很強(qiáng)的結(jié)合力。根據(jù)Sn-Al LDHs的原位生長(zhǎng)機(jī)理可知,Sn-Al LDHs垂直介孔氧化鋁表面生長(zhǎng)。通過(guò)控制生長(zhǎng)條件,可有效控制Sn-Al LDHs的密度、厚度和尺寸。因此原位生長(zhǎng)是一種非常有效地控制Sn-Al LDHs結(jié)構(gòu)和形貌的方法。與此同時(shí),通過(guò)Sn-Al LDHs結(jié)構(gòu)和形貌的變化,可有效優(yōu)化催化劑的催化性能。所述的沉淀劑是尿素,氨水或六次亞甲基四胺一種或者幾種的組合,控制其添加量可調(diào)控復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)形貌。其中氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10wt%~35wt%。步驟c)中,50~80℃條件下,將Sn-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料溶解于含鉑酸、乙醇和去離子水組成的溶液中,攪拌期間利用水滑石層板中的Sn2+的還原作用,將活性金屬鉑原位還原在水滑石的層板中,與Sn元素連接,有利于鉑元素的充分利用和均勻分散。所述的含鉑酸為四氯鉑酸,鉑濃度為8~20mg/mL。步驟a)和步驟d)焙燒過(guò)程中,均設(shè)有幾個(gè)升溫平臺(tái),以避免溫度的過(guò)快升高破壞耐熱氧化物的結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例1:
將6g十六烷基三甲基溴化銨溶解在225mL無(wú)水乙醇和525mL去離子水混合溶液中,待溶解后加入23.84g異丙醇鋁,混合溶液繼續(xù)在60℃攪拌3h。然后將上述液體經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥和焙燒后得到介孔氧化鋁。
將14.3mmol SnCl2·2H2O和0.1mmol尿素溶于600mL蒸餾水中,攪拌均勻后,轉(zhuǎn)移到到1000mL聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中;然后,取3g上述制備的介孔氧化鋁浸漬到上述溶液中,在120℃下水熱處理10h后,過(guò)濾,用蒸餾水和無(wú)水乙醇分別洗滌5次,最后,80℃下干燥10h,得到特定形貌的Sn-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料。
取3g上述的Sn-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料溶解在20mL乙醇和50mL去離子水組成的溶液中,常溫?cái)嚢?h,然后加入1.08mL氯鉑酸(鉑濃度為20mg/mL),80℃條件下攪拌5h,經(jīng)過(guò)過(guò)濾干燥后,向?yàn)V餅中加入5wt%的氧化鋁粘結(jié)劑,5wt%助擠劑,2wt%的酸性膠溶劑,擠條成型,烘干,得成型催化劑。
最終將制得的成型催化劑分別在500℃空氣氣氛條件下焙燒5h,500℃氫氣氣氛條件下還原8h,得到最終形態(tài)Pt/SnO2-Al2O3催化劑。Pt:0.5wt%,Sn:0.5wt%。
評(píng)價(jià)條件:催化劑質(zhì)量2.0g,丙烷質(zhì)量空速為3.0h-1,反應(yīng)壓力為0.1Mpa。初始反應(yīng)溫度為590℃,根據(jù)實(shí)際的反應(yīng)情況調(diào)整反應(yīng)參數(shù),末期反應(yīng)溫度為620℃。丙烷反應(yīng)氣預(yù)加氫溫度為200℃。
結(jié)果顯示,該催化劑在連續(xù)評(píng)價(jià)約400h后,丙烷轉(zhuǎn)化率為35.5%,丙烯選擇性為94.5%。
實(shí)施例2:
將3g十六烷基三甲基溴化銨和3g聚乙烯吡咯烷酮溶解在225mL無(wú)水乙醇和525mL去離子水混合溶液中,待溶解后加入23.84g仲丁醇鋁,混合溶液繼續(xù)在60℃攪拌3h。然后將上述液體經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥和焙燒后得到介孔氧化鋁。
將14.3mmol SnCl2·2H2O和1.12mL氨水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28wt%)溶于600mL蒸餾水中,攪拌均勻后,轉(zhuǎn)移到到1000mL聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中;然后,取3g上述制備的介孔Al2O3浸漬到上述溶液中,在120℃下水熱處理10h后,將液體過(guò)濾,用蒸餾水和無(wú)水乙醇分別洗滌5次,最后,80℃下干燥10h,得到特定形貌的Sn-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料。
取3g上述的Sn-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料溶解在20mL乙醇和50mL去離子水組成的溶液中,常溫?cái)嚢?h,然后加入1.08mL氯鉑酸(鉑濃度為20mg/mL),80℃條件下攪拌5h,經(jīng)過(guò)過(guò)濾干燥后,向?yàn)V餅中加入5wt%的氧化鋁粘結(jié)劑,5wt%助擠劑,2wt%的酸性膠溶劑,擠條成型,烘干,得成型催化劑。
最終將制得的成型催化劑分別在500℃空氣氣氛條件下焙燒5h,500℃氫氣氣氛條件下還原8h,得到最終形態(tài)Pt/SnO2-Al2O3催化劑。Pt:0.5wt%,Sn:1.0wt%。
評(píng)價(jià)條件:催化劑質(zhì)量2.0g,丙烷質(zhì)量空速:3.0h-1,反應(yīng)壓力:0.1Mpa。初始反應(yīng)溫度為590℃,根據(jù)實(shí)際的反應(yīng)情況調(diào)整反應(yīng)參數(shù),末期反應(yīng)溫度為610℃。丙烷反應(yīng)氣預(yù)加氫溫度為200℃。
結(jié)果顯示:催化劑在連續(xù)評(píng)價(jià)約650h后,丙烷轉(zhuǎn)化率為36.3%,丙烯選擇性為96.7%,催化反應(yīng)穩(wěn)定性較好。
實(shí)施例3:
將6g十六烷基三甲基溴化銨溶解在225mL無(wú)水乙醇和525mL去離子水混合溶液中,待溶解后加入23.84g異丙醇鋁和仲丁醇鋁混合鋁源,混合溶液繼續(xù)在60℃攪拌3h。然后將上述液體經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥和焙燒后得到介孔氧化鋁。
將14.3mmol SnCl2·2H2O和2.24mL氨水(氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28wt%)溶于600mL蒸餾水中,攪拌均勻后,轉(zhuǎn)移到到1000mL聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中;然后,取3g上述制備的介孔Al2O3浸漬到上述溶液中,在120℃下水熱處理10h后,將液體過(guò)濾,用蒸餾水和無(wú)水乙醇分別洗滌5次,最后,80℃下干燥10h,得到特定形貌的Sn-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料。
取3g上述的Sn-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料溶解在20mL乙醇和50mL去離子水組成的溶液中,常溫?cái)嚢?h,然后加入1.08mL氯鉑酸(鉑濃度為20mg/mL),80℃條件下攪拌5h,經(jīng)過(guò)過(guò)濾干燥后,向?yàn)V餅中加入5wt%的氧化鋁粘結(jié)劑,5wt%助擠劑,2wt%的酸性膠溶劑,擠條成型,烘干,得成型催化劑。
最終將制得的成型催化劑分別在500℃空氣氣氛條件下焙燒5h,500℃氫氣氣氛條件下還原8h,得到最終形態(tài)Pt/SnO2-Al2O3催化劑。Pt:0.5wt%,Sn:1.5wt%。
評(píng)價(jià)條件同實(shí)施例2。結(jié)果顯示:該催化劑在連續(xù)評(píng)價(jià)約660h后,丙烷轉(zhuǎn)化率仍然維持在40.5%,丙烯選擇性為98.8%。與實(shí)施例2相比,催化反應(yīng)活性和穩(wěn)定性均有所提高。
實(shí)施例4:
將6g月桂酸溶解在225mL無(wú)水乙醇和525mL去離子水混合溶液中,待溶解后加入23.84g仲丁醇鋁,混合溶液繼續(xù)在60℃攪拌3h。然后將上述液體經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥和焙燒后得到介孔氧化鋁。
將14.3mmol SnCl2·2H2O和50.0mmol六次亞甲基四胺溶于600mL蒸餾水中,攪拌均勻后,轉(zhuǎn)移到到1000mL聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中;然后,取3g上述制備的介孔Al2O3浸漬到上述溶液中,在120℃下水熱處理10h后,將液體過(guò)濾,用蒸餾水和無(wú)水乙醇分別洗滌5次,最后,80℃下干燥10h,得到特定形貌的Sn-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料。
取3g上述的Sn-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料溶解在20mL乙醇和50mL去離子水組成的溶液中,常溫?cái)嚢?h,然后加入1.08mL氯鉑酸(鉑濃度為20mg/mL),80℃條件下攪拌5h,經(jīng)過(guò)過(guò)濾干燥后,向?yàn)V餅中加入5wt%的氧化鋁粘結(jié)劑,5wt%助擠劑,2wt%的酸性膠溶劑,擠條成型,烘干,得成型催化劑。
最終將制得的成型催化劑分別在500℃空氣氣氛條件下焙燒5h,500℃氫氣氣氛條件下還原8h,得到最終形態(tài)Pt/SnO2-Al2O3催化劑。Pt:0.5wt%,Sn:2.0wt%。評(píng)價(jià)條件:催化劑質(zhì)量2.0g,丙烷質(zhì)量空速:3.0h-1,反應(yīng)壓力:0.1Mpa。初始反應(yīng)溫度為590℃,根據(jù)實(shí)際的反應(yīng)情況調(diào)整反應(yīng)參數(shù),末期反應(yīng)溫度為620℃。
結(jié)果顯示,該催化劑在連續(xù)評(píng)價(jià)約350h后,丙烷轉(zhuǎn)化率為38.4%,丙烯選擇性為95.6%。