一种含镍磷的碳基催化剂及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115364878A(43)申请公布日2022.11.22(21)申请号202211101205.XC10G1/08(2006.01)(22)申请日2022.09.09(71)申请人山东科技大学地址266590山东省青岛市经济技术开发区前湾港路579号(72)发明人樊星张阳超梁鹏赵国明刘庆周海峰侯冉冉(74)专利代理机构青岛博雅知识产权代理事务所(普通合伙)37317专利代理师封代臣(51)Int.Cl.B01J27/185(2006.01)B01J37/18(2006.01)B01J35/04(2006.01)C10G1/06(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种含镍磷的碳基催化剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种含镍磷的碳基催化剂及其制备方法和应用，以甲醇为溶剂，二甲基咪唑和六水合硝酸为原料制备镍基有机金属骨架，干燥后得到绿色固体，磷酸二氢钠为磷源与之研磨使其负载得到含镍磷的前驱体。随后，将负载镍磷的前驱体置于管式炉中，在N2气氛下进行高温热处理，冷却至室温，用去离子水反复冲洗直到滤液达到中性，过滤干燥，获得含镍磷的碳基催化剂。通过掺杂磷所得的镍基催化剂能改变磷原子的外层电子分布，减低电离能，在催化加氢上表现出更高的活性。所制备的催化剂具有较强的碱性活性位点，在煤有机质催化加氢过程中表现出较强的催化作用。CN115364878ACN115364878A权利要求书1/1页1.一种含镍磷的碳基催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将98‑102mL甲醇和4.5‑5.5mmol的六水合硝酸镍混合溶解形成澄清的绿色溶液；(2)将40‑50mmol的二甲基咪唑缓慢加入步骤(1)所得到的绿色溶液中并不断搅拌均匀后，超声处理30min使各组分更加均匀的分散；之后在室温条件下磁力搅拌12h，得到绿色沉淀物；(3)将步骤(2)中所得的绿色沉淀物放置在80℃鼓风干燥箱中干燥4h，降至室温后与0.04‑0.06g的磷酸二氢钠在研钵中进行研磨，得到含磷的镍基催化剂前驱体；(4)将步骤(3)中所得催化剂前驱体放入管式炉中，在N2氛围下，从室温升至400‑800℃热解炭化3‑5h，然后降至室温后进行去离子水清洗三次去除杂质，干燥后得到Ni/P@C催化剂；(5)Ni/P@C催化剂进行H2还原后备用。2.根据权利要求1所述的含镍磷的碳基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中甲醇的量为100mL，六水合硝酸镍为5mmol，步骤(2)中二甲基咪唑为45mmol，步骤(3)中磷酸二氢钠为0.05g。3.根据权利要求1所述的含镍磷的碳基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中热解温度为400℃、500℃、600℃、700℃或800℃。4.根据权利要求1所述的含镍磷的碳基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中热解温度为600℃，炭化活化的升温速率为5‑15℃/min，焙烧时间为3h。5.权利要求1‑4任一项所述方法制备的含镍磷的碳基催化剂。6.权利要求5所述的含镍磷的碳基催化剂用于煤有机质的催化加氢。2CN115364878A说明书1/5页一种含镍磷的碳基催化剂及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及含镍磷的碳基的催化剂技术领域，具体涉及一种含镍磷的碳基催化剂及其制备方法和应用。背景技术[0002]低阶煤在我国储量丰富，而且其中分布着较多杂原子(O、N和S)，严重制约了低阶煤的清洁高效利用。催化加氢可以脱除煤有机质中大部分杂原子并使煤中的有机质解聚，转化成液体或可溶组分，经分离后可得到多种有用的化学品。催化加氢是煤炭高效利用的重要途径。现有技术中常采用催化加氢对煤炭进行高效利用，如：[0003]专利CN2017102214634公开了一种煤催化加氢气化生产甲烷和轻质焦油的方法，将碱金属盐、碱土金属盐、过渡金属盐中的一种或两种作为催化剂负载在原煤上，负载催化剂的原煤与气化剂在固定床或流化床中进行气化，气化温度为600‑900℃，压力为0.1‑3MPa，气化剂的流量控制为固体颗粒在所选取反应条件下流化数的0.1‑10倍；气化渣中的催化剂通过酸溶法进行回收，富含催化剂的滤液，经浓缩后直接通过浸渍法负载到原煤中，循环利用于煤的催化加氢气化过程。[0004]专利CN2018111033083公开了一种煤催化加氢气化方法，其将煤粉、第一催化剂和硫磺，或将煤粉、第一催化剂和硫化物混合，以制得煤粉混合物，其中，所述第一催化剂为过渡金属卤化物，煤粉中含有水分；然后将制得的煤粉混合物进行催化加氢气化，以制得含有合成气和油品的混合气、含有半焦和第二催化剂的残渣；在催化加氢气化过程中，第一催化剂与氢气反应生成过渡金属，过渡金属再与硫磺或硫化物反应生成第