本发明涉及镍基催化剂制备技术,具体涉及一种高活性镍碳催化剂及其制备方法和应用,属于催化剂制备。
背景技术:
1、萘油作为煤焦油中210~230℃馏分段的分离产品,煤焦油中80~85%的萘存在于萘油馏分中,萘作为萘油中的主要化合物,将其选择性加氢转化为四氢萘或十氢萘等化学品。目前,用于萘加氢处理的催化剂存在选择性差、催化活性低以及寿命短的缺点。因此,开发高活性、高选择性的加氢催化剂成为实现萘油高附加值转化的关键步骤。
2、国内科研人员在用于萘加氢制备十氢萘的催化剂上做了大量研究,以镍基为代表的过渡金属负载型催化剂具有较好的催化加氢性能,在萘饱和加氢上应用广泛。制备负载型ni基纳米催化剂的方法主要集中在浸渍法、共沉淀法、离子交换法和沉淀还原法。其中浸渍法最为常见,传统浸渍法一般采用去离子水溶解金属盐对载体进行浸渍处理,载体以氧化铝、分子筛为主,然而,以水溶液浸渍制备的催化剂金属易团聚,粒径大,加氢活性较低,选择性较差且易失活。
技术实现思路
1、本发明的目的之一是提供一种高活性镍碳催化剂的制备方法,步骤简单。
2、本发明的目的之二是提供采用上述制备方法制得高活性镍碳催化剂,镍在载体表面高度分散,催化活性高。
3、本发明的目的之三是提供上述高活性镍碳催化剂的应用。
4、为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
5、一个方面,本发明提供了一种高活性镍碳催化剂的制备方法,包括如下步骤:
6、首先,以乙二醇(eg)作为浸渍液,加入金属镍盐,超声5-10min使镍盐均匀分散在乙二醇溶液中;
7、其次,将活性炭载体yp80加入到镍的乙二醇溶液中,并超声10-15min;然后将混合溶液在真空干燥箱中浸渍24h,浸渍完成之后干燥,在惰性气氛中,于450℃煅烧2h,然后在450℃的氢气气氛下还原2h;煅烧还原之后,再切换成惰气气氛冷却至室温,获得ni/yp80-eg催化剂。
8、优选的,所述金属镍盐为硝酸镍、醋酸镍、硫酸镍、氯化镍中的一种。
9、另一个方面,本发明提供一种高活性ni/yp80-eg催化剂,采用上述的制备方法制得。
10、优选的,所述催化剂中镍的负载量为10wt.%。
11、金属镍在载体yp80表面高度分散,且金属颗粒粒径小,催化活性高。
12、另一个方面,本发明提供高活性ni/yp80-eg催化剂在低温下应用于萘饱和加氢。
13、具体的应用步骤包括:将底物萘、ni/yp80-eg催化剂和正己烷放入反应器中。密封后,通过通入氢气3次排除残留的空气。随后,在室温温度下用氢气将反应器加压至0.1-2.0mpa,然后将温度升至所需的反应温度140-220℃,并在800rpm的搅拌速度下保持30-120min,实验结束后,将反应系统自然冷却至室温并释放压力。过滤反应混合物以除去催化剂,并通过气质联用仪和气相分析获得的有机相。
14、优选的,反应温度为180℃,反应压力为1.0mpa。
15、ni/yp80-eg催化剂能够将萘迅速加氢转化,并且在低温下具有很好地饱和加氢活性。
16、与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
17、本发明选用高比表面积、微孔结构丰富的yp80活性炭作为载体,采用沸点高、相对极性较高的烷醇溶剂乙二醇作为浸渍液,浸渍制备出高活性ni/yp80-eg催化剂并应用于萘加氢反应,发现其具有优异的加氢活性和深度加氢性能,最终能够实现高效催化加氢萘转化为十氢萘。
1.一种高活性镍碳催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种高活性镍碳催化剂的制备方法,其特征在于,所述金属镍盐为硝酸镍、醋酸镍、硫酸镍、氯化镍中的一种。
3.一种高活性ni/yp80-eg催化剂,其特征在于,其特征在于,采用权利要求1或2所述的制备方法制得。
4.根据权利要求3所述的一种高活性ni/yp80-eg催化剂,其特征在于,所述催化剂中镍的负载量为10wt.%。
5.权利要求3或4所述的高活性ni/yp80-eg催化剂在萘饱和加氢方面的应用。
6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于,具体的应用步骤包括:
7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,反应温度为180oc,反应压力为1.0mpa。