一种核壳型双功能催化剂及其制备方法与应用

技术特征：
1.一种核壳型双功能催化剂的制备方法，其特征在于：所述催化剂包括金属氧化物和分子筛，金属氧化物包覆于分子筛晶粒内部，其制备方法具体包括以下步骤：步骤1：制备纳米金属氧化物前驱体；步骤2：向纳米金属氧化物前驱体中加入分子筛，搅拌、过滤、干燥、焙烧；步骤3：将负载有金属氧化物的分子筛置于碱液中进行晶化反应，并将晶化产物过滤、洗涤、干燥、焙烧；步骤4：将步骤3得到的混合物进行离子交换、干燥、焙烧，即得所述核壳型双功能催化剂。2.根据权利要求1所述的核壳型双功能催化剂的制备方法，其特征在于：所述金属氧化物包括znzro
x
、zncro
x
、znalo
x
中至少一种，金属氧化物与分子筛的质量比为1:(0.5-2)；分子筛为zsm-5，分子筛的硅铝原子比为30-250。3.根据权利要求1所述的核壳型双功能催化剂的制备方法，其特征在于：，所述步骤1具体包括：将硝酸锌与硝酸锆、硝酸镉或硝酸铝溶于水中，形成金属硝酸盐混合溶液，加入氨水，调节ph＝10，反应生成沉淀；将沉淀过滤、洗涤、并重新分散到水溶液中，即得所述纳米金属氧化物前驱体。4.根据权利要求3所述的核壳型双功能催化剂的制备方法，其特征在于：所述金属硝酸盐混合溶液中锌与锆、镉或铝的摩尔比为1:(1-15)；硝酸锌的浓度为0.01-0.1mol/l；反应温度为60-80℃，时间为12-24h。5.根据权利要求1所述的核壳型双功能催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2中分子筛与金属氧化物的质量比为(0.5-2):1；干燥温度为100-120℃，时间为12-24h；焙烧温度为500-600℃，时间为4-6h。6.根据权利要求1所述的核壳型双功能催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤3中碱液为有机碱与无机碱的混合物，无机碱与有机碱的摩尔比为(0-1):1；无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾中至少一种，有机碱为四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵中至少一种，碱液的浓度为0.1-1mol/l，碱液中固体的质量百分比为5-20％。7.根据权利要求1所述的核壳型双功能催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤3中晶化温度为120-180℃，时间为12-48h；焙烧温度为400-600℃，时间为4-8h。8.根据权利要求1所述的核壳型双功能催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤4中将步骤3得到的混合物置于浓度为0.2-1mol/l的硝酸铵或氯化铵溶液中进行离子交换，离子交换的固液比为1:(20-40)，温度为60-80℃；焙烧的温度为500-600℃，时间为8-15h。9.一种权利要求1～8任一项所述方法制备的核壳型双功能催化剂。10.一种权利要求9所述的核壳型双功能催化剂在二氧化碳加氢耦合苯/甲苯烷基化制备对二甲苯中的应用，应用条件为：反应原料气h2/co2比为1-5，反应压力3-6mpa，反应温度为350-500℃，反应气空速为5000-12000ml
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g-1
·
h-1
，苯/甲苯液体空速为1-4h-1
。

技术总结
本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种核壳型双功能催化剂及其制备方法与应用。本发明催化剂构型为金属氧化物包覆在单个分子筛颗粒中，通过一步再晶化过程，实现金属氧化物进入分子筛内部，并使得分子筛外表面因硅物种的再生长实现钝化。本发明提供的催化剂制备方法简洁，催化剂结构易于调变，用于二氧化碳加氢耦合苯/甲苯烷基化制备对二甲苯，催化活性和对二甲苯选择性高，具有工业应用前景。具有工业应用前景。


技术研发人员：李德宝 牛鹏宇 郭荷芹 贾丽涛 林明桂
受保护的技术使用者：中国科学院山西煤炭化学研究所
技术研发日：2022.10.20
技术公布日：2023/1/31