一种用于催化稠油减黏的催化剂的制备方法
阅读说明：本技术 一种用于催化稠油减黏的催化剂的制备方法 (Preparation method of catalyst for catalyzing thickened oil viscosity reduction ) 是由 冯翔 林栋� 刘熠斌 陈小博 赵辉 金鑫 杨朝合 于 2019-04-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种催化稠油减黏领域,具体地说,涉及一种用于催化稠油减黏的催化剂的制备方法。所述的制备方法包括如下步骤：1)将分子筛与水混合,搅拌得到溶液1；2)将金属盐溶解在水中,搅拌得到溶液2；3)将溶液1与溶液2相互混合,并滴加油酸,搅拌,加热,得到混合溶液3；4)向混合溶液3中滴加碱溶液调节混合溶液pH值,老化后,离心,干燥得到催化剂；其中,步骤2)中所述的金属盐为铁盐或/和镍盐。本发明方法成功地将特定比表面积的金属铁/镍纳米颗粒以小尺寸形式均匀负载到分子筛表面,实现了对磁性纳米颗粒熟化倾向的抑制,所得的催化剂催化稠油减黏活性优异。(The invention relates to the field of thickened oil catalytic viscosity reduction, in particular to a preparation method of a catalyst for catalyzing thickened oil viscosity reduction. The preparation method comprises the following steps: 1) mixing a molecular sieve with water, and stirring to obtain a solution 1; 2) dissolving metal salt in water, and stirring to obtain a solution 2; 3) mixing the solution 1 and the solution 2 with each other, dripping oleic acid, stirring and heating to obtain a mixed solution 3; 4) dropwise adding an alkali solution into the mixed solution 3 to adjust the pH value of the mixed solution, aging, centrifuging, and drying to obtain a catalyst; wherein, the metal salt in the step 2) is ferric salt or/and nickel salt. The method successfully and uniformly loads the metallic iron/nickel nanoparticles with specific surface area on the surface of the molecular sieve in a small-size form, so that the aging tendency of the magnetic nanoparticles is inhibited, and the obtained catalyst has excellent viscosity-reducing activity in catalyzing thickened oil.)
技术领域
本发明涉及一种催化稠油减黏领域，具体的，涉及一种催化剂的制备方法，尤其涉及一种用于催化稠油减黏的催化剂的制备方法。
背景技术
随着全球能源需求的增加和常规石油储量的下降，世界各地的重油开采量将会持续增加。重油占世界石油储量至少25％，占已知碳氢化合物储量的大部分。事实上，全球有三十个国家确定了巨大的重油储量，美国，加拿大和委内瑞拉占据最大的比例。全球储备总量5.6万亿桶(是传统轻油1.02万亿桶的五倍多)。然而，基于现有技术可(采储采出)的石油储量，估计重油和沥青分别在4343和6507亿桶。已知重油富含较重的有机化合物，如胶质和沥青质。事实上，常见的重油中的沉淀物中富含至少六十个碳原子的化合物。这些混合物导致某些物理化学特性的值很高，如黏度，沸点和分子量。然而这些物理性质会带来巨大的采收方面的困难。由于这些原因，全球地区的采收率仅在0.1-0.2的范围内。
为了开采地下重油，一系列方法兴起，其中包括热操作减黏，微生物减黏，水热减黏以及其他的一些减黏方法。在热操作减黏中，蒸汽法是最受欢迎的。然而，这个过程是不经济的。另一方面，原位燃烧法是将油氧化。然而，已经报道了存在形成诸如硫酸化合物(例如砜)和羧酸衍生物的问题，这些问题有可能增加黏度从而降低流动性。微生物减黏过程是将微生物和可能的代谢产物应用在低温条件下，进而提高油的采收率。微生物的作用机理是通过改变油的pH和黏度，从而促进了它的流动。一个主要问题是微生物可能被化学物质或储层的温度破坏。同样地，考虑到储层的变化，尚不清楚哪种微生物能提供最好的活性。正在考虑的一种重要的替代方案是被称为“水热裂解”的操作方法，其涉及在特定的温度和压力条件来破坏重油中的化学键(如碳硫键)进而提高饱和烃和较轻芳烃的浓度。目前，科学家意识到，催化剂的应用提高了化学键断裂和黏度降低的程度。因此，“催化水热裂解”需要引入合适的催化剂以有效地实现黏度降低。
催化水热减黏中，常用的催化剂包括固体酸催化剂，亲水可溶性催化剂以及其他一些潜在的催化剂。最初，过渡金属的盐和有机化合物是主要的催化剂。之后固体酸和其他超强酸逐渐兴起。于此同时，人们也发现了催化水热减黏中催化剂的存在会促进催化剂和重油之间的相互作用。作用机理涉及碳碳键以及碳硫键的断裂和富含较低黏度的饱和烃和较轻芳族化合物等反应产物的产生。碳碳侧链的断裂反应可以产生更轻的烷烃。胶质和沥青质中复杂的碳氧键，碳硫键以及碳氮键可以被催化剂的活性位点(例如B酸位点)攻击，从而产生较轻的芳族醇如酚和羧酸。因此，某些较轻的反应产物的产生和黏度的降低很大程度上取决于重油的初始组成和催化剂性质。例如，磺酸与重油中大量的烃类和非烃类的胶质和沥青质相互作用，导致产生饱和烃，含氧化合物(如羧酸，芳香族醚和芳族醇)。然而，为了确保催化剂的稳定性和水容性，需要用诸如Cs和Pt等金属进行改性或者引入SiO2或TiO2载体。这些化合物的一个主要优点是它们可以再生和重复使用，从而提高反应的经济效益。
天然分子筛催化剂由于其可开采量丰富以及独特的结构和酸度性质非常适合水热裂解反应。与杂多酸和固体氧化物不同，天然分子筛大量分布在世界的许多地方。他们的开发，从经济上看，是可行的。并且它们环保，加工简单。因此，这些因素都可能会使它们作为水热裂解催化剂的前景更加光明。此外，Fe/Ni系金属的负载，由于其低廉的价格以及独特的电子结构，使其能够很有效的促进水热裂解反应的实验效果。此外，由于四氧化三铁和氧化镍这种氧化物具有磁性，因此为磁性分离与回收提供了可能性，如果实现该回收，将会极大地提高工业运转的效率。但是具有磁性的同时，也会致使纳米颗粒团聚变大，这都不利于活性与稳定性的提高。因此，急需一种高效制备铁/镍系金属在分子筛上以小尺寸颗粒均匀分布的负载型催化剂并且该催化剂将高效催化稠油减黏。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种用于催化稠油减黏的催化剂的制备方法，具体地说，涉及一种用于催化稠油减黏领域的铁/镍金属在分子筛上均匀分布的催化剂的制备方法，采用该制备方法制备出的具有高分散的铁/镍金属氧化物负载型催化剂可以用于高效催化稠油减黏反应，包括稠油催化微波减黏或者稠油催化水热减黏反应体系中。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于催化稠油减黏的催化剂的制备方法，其中，所述的制备方法包括如下步骤：
1)将分子筛与水混合，搅拌得到溶液1；
2)将金属盐溶解在水中，搅拌得到溶液2；
3)将溶液1与溶液2相互混合，并滴加油酸，搅拌，加热，得到混合溶液3；
4)向混合溶液3中滴加碱溶液调节混合溶液的pH值，老化后，离心，干燥得到催化剂；
其中，步骤2)中所述的金属盐为铁盐或/和镍盐。
进一步的，所述的铁盐为二价铁盐与三价铁盐的混合；所述的镍盐为二价镍盐。
具体地说：
当所述的金属盐为铁盐时，三价铁离子、二价铁离子与油酸的摩尔比为0.1-6：1：0.01-2，优选2.5：1：0.2；二价铁离子与分子筛的质量比为大于零小于等于0.5；
当所述的金属盐为镍盐时，二价镍离子、分子筛与油酸的质量比为0.05-0.5：1：0.02-10，优选0.2：1：0.2；
当所述的金属盐为铁盐和镍盐的混合时，三价铁离子、二价铁离子、二价镍离子和油酸的摩尔比为0.1-6：1：0.5-6：0.1-2，优选2：1：0.6：1；二价铁离子与分子筛的质量比为大于零小于等于0.5，优选0.28。
进一步的，步骤3)中，所述的加热为加热至温度为20-60℃；
具体地说：
当所述的金属盐为铁盐时，步骤3)中所述的加热为加热至温度为20-45℃，优选40℃；
当所述的金属盐为镍盐时，步骤3)中所述的加热为加热至温度为25-60℃，优选50℃；
当所述的金属盐为铁盐和镍盐的混合时，步骤3)中所述的加热为加热至温度为25-60℃，优选50℃。
进一步的，步骤4)中，调节混合溶液的pH值至7-12；
具体地说：
当所述的金属盐为铁盐时，步骤4)中，调节混合溶液pH值至8-11，优选调节混合溶液的pH值至9；
当所述的金属盐为镍盐时，步骤4)中，调节混合溶液pH值至7-12，优选调节混合溶液的pH值至8.5；
当所述的金属盐为铁盐和镍盐的混合时，步骤4)中，调节混合溶液pH值至8-11，优选调节混合溶液的pH值至9。
本发明中，所述的分子筛为人工合成分子筛和/或天然分子筛；
优选的人工合成分子筛为ZSM-5、Y、β或者USY分子筛中的一种或者两种以上的混合；更优选的人工合成分子筛为ZSM-5和/或USY；
优选的天然分子筛为斜发沸石、片沸石或丝光沸石中的一种或者为两种以上的混合；更优选的天然分子筛为斜发沸石和/或片沸石。
本发明中，所述的二价铁盐为硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁或碳酸亚铁中的一种或几种，优选硫酸亚铁；
所述的三价铁盐为硫酸铁、硝酸铁或氯化铁中的一种或几种，优选硫酸铁。
本发明中，步骤4)中，干燥方式为普通鼓风干燥或真空干燥，优选真空干燥；干燥温度为40℃。
进一步的，当所述的金属盐为镍盐或者铁盐和镍盐的混合时，步骤4)中干燥后还包括焙烧的过程。
更进一步的，所述焙烧中，升温速率为1-10℃/min，焙烧温度为300-600℃，焙烧时间为1.5-4h；优选，升温速率为4-6℃/min，焙烧温度为350-450℃，焙烧时间为2h。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明的一种用于高效催化稠油减黏的铁/镍均匀分布在分子筛上的制备方法，通过控制采用调控溶液的pH值，温度以及添加油酸来有效控制铁/镍纳米颗粒的长大，同时有效利用了分子筛与铁/镍纳米颗粒的金属与载体的相互作用以及油酸的保护作用来促进铁/镍纳米颗粒的均匀分布并抑制四氧化三铁纳米颗粒的长大，成功地将特定比表面积的铁/镍纳米颗粒以小尺寸形式均匀沉淀到分子筛表面，实现了对磁性纳米颗粒熟化倾向的抑制，所得的催化剂催化稠油减黏活性优异。
下面结合附图对本发明的
具体实施方式
作进一步详细的描述。
附图说明
图1为实施例5制得的催化剂的XRD图；
图2为实施例5制得的催化剂的HRTEM图；
图3为实施例6制得的催化剂的HRTEM图；
图4为对比例1制得的催化剂的XRD图；
图5为对比例1制得的催化剂的HRTEM图；
图6为对比例6制得的催化剂的HRTEM图。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
下面对本发明的催化剂制备方法进一步详细叙述。并不限定本申请的保护范围，其保护范围以权利要求书界定。某些公开的具体细节对各个公开的实施方案提供全面理解。然而，相关领域的技术人员知道，不采用一个或多个这些具体的细节，而采用其他的材料等的情况也可实现实施方案。
除非上下文另有要求，在说明书以及权利要求书中，术语“包括”、“包含”应理解为开放式的、包括的含义，即为“包括，但不限于”。
在说明书中所提及的“实施方案”、“一实施方案”、“另一实施方案”或“某些实施方案”等是指与所述实施方案相关的所描述的具体涉及的特征、结构或特性包括在至少一个实施方案中。因此，“实施方案”、“一实施方案”、“另一实施方案”或“某些实施方案”没有必要均指相同的实施方案。且，具体的特征、结构或者特性可以在一种或多种实施方案中以任何的方式相结合。说明书中所揭示的各个特征，可以任何可提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特别说明，所揭示的特征仅为均等或相似特征的一般性例子。
本申请中所应用的稠油催化减黏领域中，稠油指的是在50℃下，黏度范围在1000-100000cp的高黏度油品。
本申请中小尺寸的铁/镍金属磁性氧化物纳米颗粒指的是金属氧化物纳米颗粒的尺寸小于20nm。
本申请中具有特定比表面积的铁/镍金属氧化物指的是比表面积范围在50-100m2/g的铁/镍金属氧化物。
本申请中分子筛包括人工合成分子筛与天然分子筛；人工合成分子筛譬如包括ZSM-5、Y、β或者USY分子筛中的一种或者两种以上的混合；天然分子筛譬如包括斜发沸石、片沸石或者丝光沸石中的一种或者为两种以上的相互混合。
本申请中亚铁盐指的是含有亚铁离子的盐类；铁盐指的是含有三价铁离子的盐类；镍盐指的是含有二价镍离子的盐类；二价铁盐譬如包括硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁或碳酸亚铁；三价铁盐譬如包括硫酸铁、硝酸铁或氯化铁；镍盐譬如包括硫酸镍、硝酸镍或氯化镍；其中，以上本申请中实验中使用的二价铁盐包括以上一种或者两种二价铁盐及以上的混合；本申请中实验中使用的三价铁盐包括以上一种或者两种三价铁盐及以上的混合；本申请实验中使用的镍盐包括以上一种或者两种镍盐及以上的混合。
本申请中调节pH的试剂为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或者氨水。
本申请发明人经过广泛而深入的研究，发现了一种用于高效催化稠油减黏的具有特定比表面积的小尺寸铁/镍纳米颗粒均匀分布在分子筛上的制备方法，即利用温度与pH的精确调节，结合油酸以及分子筛与金属氧化物纳米颗粒的强相互作用，可以有效的抑制磁性纳米颗粒的长大，同时实现磁性铁/镍纳米颗粒在分子筛上的均匀分布。在此基础上，完成了本发明。
实施方案：
一种用于催化稠油减黏的催化剂的制备方法，其中，所述的制备方法包括如下步骤：
1)将分子筛与水混合，搅拌得到溶液1；
2)将金属盐溶解在水中，搅拌得到溶液2；
3)将溶液1与溶液2相互混合，并滴加油酸，搅拌，加热，得到混合溶液3；
4)向混合溶液3中滴加碱溶液调节混合溶液的pH值，老化后，离心，干燥得到催化剂；
其中，步骤2)中所述的金属盐为铁盐或/和镍盐。
本发明提供一种用于催化稠油减黏的催化剂的制备方法，该方法成功地将特定比表面积的金属纳米颗粒以小尺寸形式均匀负载到分子筛表面，实现了对磁性纳米颗粒熟化倾向的抑制，所得的催化剂催化稠油热减黏活性优异。其中，所述的铁盐为二价铁盐与三价铁盐的混合；所述的镍盐为二价镍盐。当所述的金属盐为二价铁盐与三价铁盐的混合时，本发明提供一种用于催化稠油减黏的铁金属均匀负载在分子筛上的催化剂的制备方法；当所述的金属盐为二价镍盐时，本发明提供一种用于催化稠油减黏的镍金属均匀负载在分子筛上的催化剂的制备方法；当所述的金属盐为铁盐和镍盐的混合，即二价铁盐、三价铁盐和二价镍盐的混合时，本发明提供一种用于催化稠油减黏的铁金属和镍金属同时均匀负载在分子筛上的催化剂的制备方法。
具体地说：
一种实施方案为：一种用于催化稠油减黏的铁金属均匀负载在分子筛上的催化剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将分子筛与水混合，搅拌得到溶液1；
2)将二价铁盐与三价铁盐相互混合，然后将其溶解在水中，搅拌得到混合溶液2；
3)将溶液1与溶液2相互混合，并滴加油酸，搅拌，加热，得到混合溶液3；
4)向混合溶液3中滴加碱溶液调节混合溶液的pH，老化后，离心，干燥得到催化剂A。
在催化剂A中，具有特定比表面积的四氧化三铁纳米颗粒以较小尺寸均匀负载到分子筛上，且该催化剂催化稠油水热减黏活性优异并且稳定性良好。
在某些实施方式中，如在步骤(2)中，二价铁盐与三价铁盐以及油酸按照一定比例的情况下，会生成具有催化稠油减黏性能优异的特定比表面积的小粒径铁金属氧化物纳米颗粒；优选的，三价铁离子：二价铁离子：油酸的摩尔比为0.1-6：1：0.01-2；更为优选的，三价铁离子：二价铁离子：油酸的摩尔比为2.5：1：0.2。
在某些实施方式中，如在步骤(3)中，铁离子与分子筛在水浴加热时进行离子交换，溶液3的温度要低于二价铁盐与三价铁盐的分解温度以及分子筛骨架的耐受温度，同时溶液3的混合温度要高于二价铁盐与三价铁盐的溶解温度，与此同时还要保证在该温度下离子的充分交换；优选的，溶液3混合搅拌温度为20-45℃；优选的，溶液3混合搅拌温度为40℃。
在某些实施方式中，如在步骤(4)中，四氧化三铁的生成以及小尺寸四氧化三铁的纳米颗粒需要调控溶液在特定pH范围内，同时pH范围需要在分子筛的耐受程度内，避免分子筛骨架遭到破坏；优选的，溶液3pH的调整范围为8-11；更为优选的，溶液3pH调整为9。
本发明的催化剂A中，具有高效催化水热减黏性能的铁金属氧化物/分子筛催化剂，通过合理控制沉淀参数(例如：特定的比例，特定的温度与pH)以及添加油酸的情况下实现铁盐混合溶液2的共沉淀；其次，铁盐混合溶液2是在分子筛存在的情况下，通过载体与金属组分之间的协同作用来充分实现四氧化三铁的均匀分布。譬如，在某些优选实施方式中，在三价铁离子与二价铁离子的摩尔比例为2.5时，搅拌温度为40℃，滴加油酸的摩尔量与三价铁离子的摩尔比值为10，调节pH为9时，可以实现高效对于催化水热减黏催化剂的制备。
在某些实施方式中，如在步骤(4)中，干燥方式包括普通鼓风干燥以及真空干燥，为了抑制铁金属氧化物纳米颗粒的聚集需要减少氧气的存在以及尽量低的温度；优选的，干燥方式为真空干燥，分子筛的干燥温度为40℃。
另一种实施方案为：一种用于催化稠油减黏的镍金属均匀负载在分子筛上的催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将分子筛与水混合，搅拌得到溶液a；
(2)将二价镍盐溶解在水中，搅拌得到溶液b；
(3)将溶液a与溶液b相互混合，并滴加油酸，搅拌，水浴加热过程中进行离子交换，得到混合溶液c；
(4)向混合溶液c中滴加碱溶液调节混合溶液pH，老化后，离心，干燥，空气氛围下焙烧得到催化剂B。
在催化剂B中，具有特定比表面积的镍纳米颗粒以较小尺寸均匀负载到分子筛上，且该催化剂催化稠油水热减黏活性优异并且稳定性良好。
在某些实施方式中，如在步骤(3)中，二价镍盐与分子筛以及油酸按照一定比例的情况下，会生成具有催化稠油减黏性能优异的特定比表面积的小粒径镍金属氧化物纳米颗粒；优选的，二价镍离子：分子筛：油酸的质量比为0.05-0.5：1：0.02-10；更为优选的，二价镍离子：分子筛：油酸的质量比为0.2：1：0.2。
在某些实施方式中，如在步骤(3)中，镍离子与分子筛在水浴加热时进行离子交换，溶液c的温度要低于镍盐的分解温度以及分子筛骨架的耐受温度，同时溶液c的混合温度要高于镍盐的溶解温度，与此同时还要保证在该温度下镍离子与分子筛进行充分的交换；优选的，溶液c混合搅拌温度为25-60℃；优选的，溶液c混合搅拌温度为50℃。
在某些实施方式中，如在步骤(4)中，氢氧化镍的生成以及小尺寸氧化镍的纳米颗粒需要调控溶液在特定pH范围内，同时pH范围需要在分子筛的耐受程度内，避免分子筛骨架遭到破坏；优选的，溶液c pH的调整范围为7-12；更为优选的，溶液c pH调整为8.5。
本发明的催化剂B中，氧化镍纳米颗粒的形成，通过合理控制沉淀参数(譬如特定的比例，特定的温度，添加油酸以及特定的pH)实现镍盐溶液b的沉淀；其次，镍盐混合溶液b是在分子筛存在的情况下，通过载体与金属组分之间的协同作用来充分实现氧化镍的均匀分布。譬如在某些优选实施方式中：在镍离子：分子筛：油酸的质量比为0.2：1：5时，搅拌温度为50℃；调节pH为8.5时，可以实现对于催化减黏反应具有高活性的催化剂。
在某些实施方式中，如在步骤(4)中，焙烧的方法应低于分子筛骨架耐受的高温，同时确保生成的氧化镍颗粒均匀分散且具有高比表面积；优选的，升温速率为1-10℃/min，焙烧温度为300-600℃，焙烧时间为1.5-4h；更为优选的，升温速率为4-6℃/min，焙烧温度为350-450℃，焙烧时间为2h。
又一种实施方案为：一种用于催化稠油减黏的铁金属和镍金属同时均匀负载在分子筛上的催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将分子筛与水混合，搅拌得到溶液i；
(2)将二价镍盐溶解在水中，搅拌得到溶液ii；
(3)将二价铁盐与三价铁盐相互混合，然后将其溶解在水中，搅拌得到混合溶液iii；
(4)将溶液i、溶液ii和溶液iii相互混合，并滴加油酸，搅拌，水浴加热过程中进行离子交换，得到混合溶液iv；
(5)向混合溶液iv中滴加碱溶液调节混合溶液pH，老化后，离心，干燥，氮气氛围下焙烧得到催化剂C。
在催化剂C中，镍纳米颗粒和铁纳米颗粒以较小尺寸均匀负载到分子筛上，且该催化剂催化稠油水热减黏活性优异并且稳定性良好。
在某些实施方式中，如在步骤(4)中，三价铁离子、二价铁离子、二价镍离子、分子筛与油酸按照一定比例的情况下，会生成具有催化稠油减黏性能优异的小粒径镍金属和铁金属氧化物纳米颗粒；优选的，三价铁离子、二价铁离子、二价镍离子和油酸的摩尔比为0.1-6：1：0.5-6：0.1-2，二价铁离子与分子筛的质量比为大于零小于等于0.5；更为优选的，三价铁离子、二价铁离子、二价镍离子：分子筛：油酸的质量比为2：1：0.6：1，二价铁离子与分子筛的质量比为0.28。
在某些实施方式中，如在步骤(3)中，镍离子、铁离子与分子筛在水浴加热时进行离子交换，溶液iv的温度要低于镍盐、二价铁盐和三价铁盐的分解温度以及分子筛骨架的耐受温度，同时溶液iv的混合温度要高于镍盐、二价铁盐和三价铁盐的溶解温度，与此同时还要保证在该温度下镍离子和铁离子与分子筛进行充分的交换；优选的，溶液iv混合搅拌温度为25-60℃；优选的，溶液iv混合搅拌温度为50℃。
在某些实施方式中，如在步骤(5)中，氢氧化镍的生成以及小尺寸氧化镍的纳米颗粒、四氧化三铁的生成以及小尺寸四氧化三铁需要调控溶液在特定pH范围内，同时pH范围需要在分子筛的耐受程度内，避免分子筛骨架遭到破坏；优选的，溶液iv pH的调整范围为7-12；更为优选的，溶液iv pH调整为9.0。
本发明的催化剂C中，氧化镍和铁金属氧化物纳米颗粒的形成，通过合理控制沉淀参数(譬如特定的比例，特定的温度，添加油酸以及特定的pH实现镍盐溶液ii和铁盐溶液iii的沉淀；其次，镍盐和镍盐混合溶液iv是在分子筛存在的情况下，通过载体与金属组分之间的协同作用来充分实现氧化镍和铁金属氧化物的均匀分布。譬如在某些优选实施方式中：在三价铁离子、二价铁离子、二价镍离子：分子筛：油酸的质量比为2：1：0.6：1时，搅拌温度为50℃；调节pH为9.0时，可以实现对于催化减黏反应具有高活性的催化剂。
在某些实施方式中，如在步骤(4)中，焙烧的方法应低于分子筛骨架耐受的高温，同时确保生成的氧化镍和四氧化三铁颗粒均匀分散且具有高比表面积；优选的，升温速率为1-10℃/min，焙烧温度为300-600℃，焙烧时间为1.5-4h；更为优选的，升温速率为4-6℃/min，焙烧温度为350-450℃，焙烧时间为2h。
本发明的优点在于：
对于现有技术而言，高效催化稠油水热减黏仍然是个严峻的问题；其次磁性纳米颗粒由于具有磁性的原因导致金属氧化物颗粒较大，且分布十分不均匀。而本发明在保证四氧化三铁和/或氧化镍纳米颗粒小尺寸的同时使其更加均匀地负载到了分子筛表面，成功实现了高效催化稠油水热减黏。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则所有的百分数、比率、比例、或分数按重量计。
本发明中的重量体积百分比中的单位是本领域技术人员所熟知的，例如是指在100毫升的溶液中溶质的重量。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
催化剂考评方法，以催化微波减黏以及催化水热减黏反应为例。
催化水热减黏反应条件：采用间歇式密闭反应釜，2.5g分子筛，40g原油，10g水，在氮气3MPa保护下，搅拌速率为380r/min，280℃下，反应6h。反应后原油黏度在50℃下测量。
催化微波减黏反应条件：反应时间1h，四氢萘加入量为原油的2wt％，催化剂Fe3O4/片沸石加入量为原油的0.5wt％，微波为2450MHz、538w。反应后原油黏度在50℃下测量。
循环反应是将催化水热减黏催化剂取出，洗涤，干燥，重新用于催化水热减黏反应，条件和上述催化减黏反应条件相同，共进行两次循环性能的测试。
实施例1
将具有特定比表面积的小粒径四氧化三铁纳米颗粒均匀负载于分子筛上
(1)将2g ZSM-5分子筛与40g水预先相互进行混合，在30℃下水浴搅拌得到溶液1。
(2)将1.26g无水氯化亚铁(FeCl2)和4g无水氯化铁(FeCl3)进行相互混合，然后将铁盐固体溶解在水中，在30℃下水浴搅拌得到混合溶液2。
(3)将溶液1与溶液2相互混合，滴加油酸0.54g，在40℃下水浴搅拌2h，得到混合溶液3。
(4)向混合溶液3中滴加氢氧化钠碱溶液调节混合溶液pH为9，在40℃下水浴搅拌老化2h后，离心，在40℃下真空干燥得到催化剂A。
对反应后的分子筛拍摄TEM电镜照片，发现四氧化三铁颗粒以小尺寸形式均匀负载到分子筛上。金属氧化物纳米颗粒比表面积由催化剂总的比表面积减去分子筛的比表面积，发现磁性纳米颗粒比表面积为88m2/g。
该催化剂上催化微波减黏以及催化水热减黏反应性能以及催化剂循环测试如表1所示，其中减黏百分数＝(原油密度-反应后油品密度)/原油密度。
实施例2
将具有特定比表面积的小粒径四氧化三铁纳米颗粒均匀负载于分子筛上
(1)将2g Y分子筛与40g水预先相互进行混合，在40℃下水浴搅拌得到溶液1。
(2)将1.26g无水氯化亚铁(FeCl2)和4g无水氯化铁(FeCl3)进行相互混合，然后将铁盐固体溶解在水中，在30℃下水浴搅拌得到混合溶液2。
(3)将溶液1与溶液2相互混合，滴加油酸0.54g，在40℃下水浴搅拌2h，得到混合溶液3。
(4)向混合溶液3中滴加氢氧化钠碱溶液调节混合溶液pH为9，在40℃下水浴搅拌老化2h后，离心，在40℃下真空干燥得到催化剂A。
对反应后的分子筛拍摄TEM电镜照片，发现四氧化三铁颗粒以小尺寸形式均匀负载到分子筛上。金属氧化物纳米颗粒比表面积由催化剂总的比表面积减去分子筛的比表面积，发现磁性纳米颗粒比表面积为85m2/g。
该催化剂上催化微波减黏以及催化水热减黏反应性能以及催化剂循环测试如表1所示，其中减黏百分数＝(原油密度-反应后油品密度)/原油密度。
实施例3
将具有特定比表面积的小粒径四氧化三铁纳米颗粒均匀负载于分子筛上
(1)将2gβ分子筛与40g水预先相互进行混合，在40℃下水浴搅拌得到溶液1。
(2)将2.78g七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)和10g硫酸铁(Fe2(SO4)3)进行相互混合，然后将铁盐固体溶解在水中，在30℃下水浴搅拌得到混合溶液2。
(3)将溶液1与溶液2相互混合，滴加油酸0.54g，在40℃下水浴搅拌2h，得到混合溶液3。
(4)向混合溶液3中滴加氢氧化钠碱溶液调节混合溶液pH为9，在40℃下水浴搅拌老化2h后，离心，在40℃下真空干燥得到催化剂A。
对反应后的分子筛拍摄TEM电镜照片，发现四氧化三铁颗粒以小尺寸形式均匀负载到分子筛上。金属氧化物纳米颗粒比表面积由催化剂总的比表面积减去分子筛的比表面积，发现磁性纳米颗粒比表面积为84m2/g。
该催化剂上催化微波减黏以及催化水热减黏反应性能以及催化剂循环测试如表1所示，其中减黏百分数＝(原油密度-反应后油品密度)/原油密度。
实施例4
将具有特定比表面积的小粒径四氧化三铁纳米颗粒均匀负载于分子筛上
(1)将2g斜发沸石分子筛与40g水预先相互进行混合，在40℃下水浴搅拌得到溶液1。
(2)将2.78g七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)和4g无水氯化铁(FeCl3)进行相互混合，然后将铁盐固体溶解在水中，在30℃下水浴搅拌得到混合溶液2。
(3)将溶液1与溶液2相互混合，滴加油酸0.54g，在20℃下水浴搅拌2h，得到混合溶液3。
(4)向混合溶液3中滴加氢氧化钠碱溶液调节混合溶液pH为11，在40℃下水浴搅拌老化2h后，离心，在40℃下真空干燥得到催化剂A。
对反应后的分子筛拍摄TEM电镜照片，发现四氧化三铁颗粒以小尺寸形式均匀负载到分子筛上。金属氧化物纳米颗粒比表面积由催化剂总的比表面积减去分子筛的比表面积，发现磁性纳米颗粒比表面积为78m2/g。
该催化剂上催化微波减黏以及催化水热减黏反应性能以及催化剂循环测试如表1所示，其中减黏百分数＝(原油密度-反应后油品密度)/原油密度。
实施例5
将具有特定比表面积的小粒径四氧化三铁纳米颗粒均匀负载于分子筛上
(1)将2g片沸石分子筛与40g水预先相互进行混合，在40℃下水浴搅拌得到溶液1。
(2)将2.78g七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)和4g无水氯化铁(FeCl3)进行相互混合，然后将铁盐固体溶解在水中，在30℃下水浴搅拌得到混合溶液2。
(3)将溶液1与溶液2相互混合，滴加油酸0.54g，在45℃下水浴搅拌2h，得到混合溶液3。
(4)向混合溶液3中滴加氨水碱溶液调节混合溶液pH为8，在40℃下水浴搅拌老化2h后，离心，在40℃下真空干燥得到催化剂A。
对反应后的分子筛拍摄TEM电镜照片，发现四氧化三铁颗粒以小尺寸形式均匀负载到分子筛上。金属氧化物纳米颗粒比表面积由催化剂总的比表面积减去分子筛的比表面积，发现磁性纳米颗粒比表面积为83m2/g。
该催化剂上催化微波减黏以及催化水热减黏反应性能以及催化剂循环测试如表1所示，其中减黏百分数＝(原油密度-反应后油品密度)/原油密度。
实施例6
将具有特定比表面积的小粒径氧化镍纳米颗粒均匀负载于分子筛上
(1)将2g片沸石分子筛与40g水预先相互进行混合，在50℃下水浴搅拌得到溶液a。
(2)将1.78g六水合硫酸镍(NiSO4·6H2O)固体溶解在水中，在50℃下水浴搅拌得到溶液b。
(3)将溶液a与溶液b相互混合，滴加油酸0.4g，在50℃下水浴搅拌3h，得到混合溶液c。
(4)向混合溶液c中滴加氢氧化钾碱溶液调节混合溶液pH为9，在50℃下水浴搅拌老化3h后，离心，在80℃下干燥，然后焙烧方式为：升温速率为5℃/min，焙烧温度为420℃，焙烧时间为2h得到催化剂B。
对反应后的分子筛拍摄TEM电镜照片，发现氧化镍颗粒以小尺寸形式均匀负载到分子筛上。金属氧化物纳米颗粒比表面积由催化剂总的比表面积减去分子筛的比表面积，发现磁性氧化镍纳米颗粒比表面积为94m2/g。
该催化剂上催化微波减黏以及催化水热减黏反应性能以及催化剂循环测试如表1所示，其中减黏百分数＝(原油密度-反应后油品密度)/原油密度。
实施例7
将具有特定比表面积的小粒径氧化镍纳米颗粒均匀负载于分子筛上
(1)将2g ZSM-5分子筛与40g水预先相互进行混合，在50℃下水浴搅拌得到溶液a。
(2)将1.78g六水合硫酸镍(NiSO4·6H2O)固体溶解在水中，在50℃下水浴搅拌得到溶液b。
(3)将溶液a与溶液b相互混合，滴加油酸0.4g，在50℃下水浴搅拌3h，得到混合溶液c。
(4)向混合溶液c中滴加氢氧化钾碱溶液调节混合溶液pH为9，在50℃下水浴搅拌老化3h后，离心，在80℃下干燥，然后焙烧方式为：升温速率为5℃/min，焙烧温度为420℃，焙烧时间为2h得到催化剂B。
对反应后的分子筛拍摄TEM电镜照片，发现氧化镍颗粒以小尺寸形式均匀负载到分子筛上。金属氧化物纳米颗粒比表面积由催化剂总的比表面积减去分子筛的比表面积，发现磁性氧化镍纳米颗粒比表面积为92m2/g。
该催化剂上催化微波减黏以及催化水热减黏反应性能以及催化剂循环测试如表1所示，其中减黏百分数＝(原油密度-反应后油品密度)/原油密度。
实施例8
将具有特定比表面积的小粒径氧化镍纳米颗粒均匀负载于分子筛上
(1)将2g ZSM-5分子筛与40g水预先相互进行混合，在50℃下水浴搅拌得到溶液a。
(2)将1.24g硝酸镍(Ni(NO3)2)固体溶解在水中，在50℃下水浴搅拌得到溶液b。
(3)将溶液a与溶液b相互混合，滴加油酸0.4g，在50℃下水浴搅拌3h，得到混合溶液c。
(4)向混合溶液c中滴加氢氧化钾碱溶液调节混合溶液pH为8.5，在50℃下水浴搅拌老化3h后，离心，在80℃下干燥，然后焙烧方式为：升温速率为5℃/min，焙烧温度为420℃，焙烧时间为2h得到催化剂B。
对反应后的分子筛拍摄TEM电镜照片，发现氧化镍颗粒以小尺寸形式均匀负载到分子筛上。金属氧化物纳米颗粒比表面积由催化剂总的比表面积减去分子筛的比表面积，发现磁性氧化镍纳米颗粒比表面积为97m2/g。
该催化剂上催化微波减黏以及催化水热减黏反应性能以及催化剂循环测试如表1所示，其中减黏百分数＝(原油密度-反应后油品密度)/原油密度。
实施例9
将具有特定比表面积的小粒径氧化镍纳米颗粒均匀负载于分子筛上
(1)将2g ZSM-5分子筛与40g水预先相互进行混合，在50℃下水浴搅拌得到溶液a。
(2)将0.31g硝酸镍(Ni(NO3)2)固体溶解在水中，在50℃下水浴搅拌得到溶液b。
(3)将溶液a与溶液b相互混合，滴加油酸0.04g，在25℃下水浴搅拌3h，得到混合溶液c。
(4)向混合溶液c中滴加氢氧化钾碱溶液调节混合溶液pH为7，在50℃下水浴搅拌老化3h后，离心，在80℃下干燥，然后焙烧方式为：升温速率为5℃/min，焙烧温度为420℃，焙烧时间为2h得到催化剂B。
对反应后的分子筛拍摄TEM电镜照片，发现氧化镍颗粒以小尺寸形式均匀负载到分子筛上。金属氧化物纳米颗粒比表面积由催化剂总的比表面积减去分子筛的比表面积，发现磁性氧化镍纳米颗粒比表面积为72m2/g。
该催化剂上催化微波减黏以及催化水热减黏反应性能以及催化剂循环测试如表1所示，其中减黏百分数＝(原油密度-反应后油品密度)/原油密度。
实施例10
将具有特定比表面积的小粒径氧化镍纳米颗粒均匀负载于分子筛上
(1)将2g ZSM-5分子筛与40g水预先相互进行混合，在50℃下水浴搅拌得到溶液a。
(2)将3.11g硝酸镍(Ni(NO3)2)固体溶解在水中，在50℃下水浴搅拌得到溶液b。
(3)将溶液a与溶液b相互混合，滴加油酸20g，在60℃下水浴搅拌3h，得到混合溶液c。
(4)向混合溶液c中滴加氢氧化钾碱溶液调节混合溶液pH为12，在50℃下水浴搅拌老化3h后，离心，在80℃下干燥，然后焙烧方式为：升温速率为5℃/min，焙烧温度为420℃，焙烧时间为2h得到催化剂B。
对反应后的分子筛拍摄TEM电镜照片，发现氧化镍颗粒以小尺寸形式均匀负载到分子筛上。金属氧化物纳米颗粒比表面积由催化剂总的比表面积减去分子筛的比表面积，发现磁性氧化镍纳米颗粒比表面积为95m2/g。
该催化剂上催化微波减黏以及催化水热减黏反应性能以及催化剂循环测试如表1所示，其中减黏百分数＝(原油密度-反应后油品密度)/原油密度。
实施例11
将具有特定比表面积的小粒径氧化镍和四氧化三铁纳米颗粒均匀负载于分子筛上
(1)将2g ZSM-5分子筛与40g水预先相互进行混合，在50℃下水浴搅拌得到溶液a。
(2)将1.24g硝酸镍(Ni(NO3)2)固体溶解在水中，在50℃下水浴搅拌得到溶液b。
(3)将2.78g七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)和4g无水氯化铁(FeCl3)进行相互混合，然后将铁盐固体溶解在水中，在30℃下水浴搅拌得到混合溶液c。
(4)将溶液a，溶液b与溶液c相互混合，滴加油酸2.82g，在50℃下水浴搅拌3h，得到混合溶液d。
(5)向混合溶液d中滴加氢氧化钾碱溶液调节混合溶液pH为9，在50℃下水浴搅拌老化3h后，离心，在80℃下干燥，然后氮气氛围下焙烧方式为：升温速率为5℃/min，焙烧温度为420℃，焙烧时间为2h得到催化剂C。
对反应后的分子筛拍摄TEM电镜照片，发现氧化镍颗粒以及四氧化三铁纳米颗粒以小尺寸形式均匀负载到分子筛上。
该催化剂上催化微波减黏以及催化水热减黏反应性能以及催化剂循环测试如表1所示，其中减黏百分数＝(原油密度-反应后油品密度)/原油密度。
对比例1
将四氧化三铁纳米颗粒负载于分子筛上
(1)将2g片沸石分子筛与40g水预先相互进行混合，在40℃下水浴搅拌得到溶液1。
(2)将2.78g七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)和2g无水氯化铁(FeCl3)进行相互混合，然后将铁盐固体溶解在水中，在30℃下水浴搅拌得到混合溶液2。
(3)将溶液1与溶液2相互混合，在40℃下水浴搅拌2h，得到混合溶液3。
(4)向混合溶液3中滴加氨水碱溶液调节混合溶液pH为9，在40℃下水浴搅拌老化2h后，离心，在40℃下真空干燥得到催化剂A。
对反应后的分子筛拍摄TEM电镜照片以及XRD谱图分析，发现四氧化三铁颗粒以大尺寸形式不均匀负载到分子筛上。金属氧化物纳米颗粒比表面积由催化剂总的比表面积减去分子筛的比表面积，发现磁性纳米颗粒比表面积为45m2/g。
该催化剂上催化微波减黏以及催化水热减黏反应性能以及催化剂循环测试如表1所示，其中减黏百分数＝(原油密度-反应后油品密度)/原油密度。
对比例2
将四氧化三铁纳米颗粒负载于分子筛上
(1)将2g ZSM-5分子筛与40g水预先相互进行混合，在40℃下水浴搅拌得到溶液1。
(2)将2.78g七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)和4g无水氯化铁(FeCl3)进行相互混合，然后将铁盐固体溶解在水中，在30℃下水浴搅拌得到混合溶液2。
(3)将溶液1与溶液2相互混合，滴加油酸0.54g，在40℃下水浴搅拌2h，得到混合溶液3。
(4)向混合溶液3中滴加氢氧化钠碱溶液调节混合溶液pH为5，在40℃下水浴搅拌老化2h后，离心，在40℃下真空干燥得到催化剂A。
对反应后的分子筛拍摄TEM电镜照片以及XRD谱图分析，发现四氧化三铁颗粒没有生成。金属氧化物纳米颗粒比表面积由催化剂总的比表面积减去分子筛的比表面积，发现磁性纳米颗粒比表面积为38m2/g。
该催化剂上催化微波减黏以及催化水热减黏反应性能以及催化剂循环测试如表1所示，其中减黏百分数＝(原油密度-反应后油品密度)/原油密度。
对比例3
将四氧化三铁纳米颗粒负载于分子筛上
(1)将2g ZSM-5分子筛与40g水预先相互进行混合，在30℃下水浴搅拌得到溶液1。
(2)将0.126g无水氯化亚铁(FeCl2)和4g无水氯化铁(FeCl3)进行相互混合，然后将铁盐固体溶解在水中，在30℃下水浴搅拌得到混合溶液2。
(3)将溶液1与溶液2相互混合，在40℃下水浴搅拌2h，得到混合溶液3。
(4)向混合溶液3中滴加氢氧化钠碱溶液调节混合溶液pH为9，在5℃下水浴搅拌老化2h后，离心，在40℃下真空干燥得到催化剂A。
对反应后的分子筛拍摄TEM电镜照片以及XRD谱图分析，发现四氧化三铁颗粒以大尺寸形式不均匀负载到分子筛上。金属氧化物纳米颗粒比表面积由催化剂总的比表面积减去分子筛的比表面积，发现磁性纳米颗粒比表面积为42m2/g。
该催化剂上催化微波减黏以及催化水热减黏反应性能以及催化剂循环测试如表1所示，其中减黏百分数＝(原油密度-反应后油品密度)/原油密度。
对比例4
将四氧化三铁纳米颗粒负载于分子筛上
(1)将2g ZSM-5分子筛与40g水预先相互进行混合，在30℃下水浴搅拌得到溶液1。
(2)将0.26g无水氯化亚铁(FeCl2)和0.4g无水氯化铁(FeCl3)进行相互混合，然后将铁盐固体溶解在水中，在30℃下水浴搅拌得到混合溶液2。
(3)将溶液1与溶液2相互混合，在40℃下水浴搅拌2h，得到混合溶液3。
(4)向混合溶液3中滴加氢氧化钠碱溶液调节混合溶液pH为9，在5℃下水浴搅拌老化2h后，离心，在40℃下真空干燥得到催化剂A。
对反应后的分子筛拍摄TEM电镜照片以及XRD谱图分析，发现四氧化三铁颗粒并没有生成。
该催化剂上催化微波减黏以及催化水热减黏反应性能以及催化剂循环测试如表1所示，其中减黏百分数＝(原油密度-反应后油品密度)/原油密度。
对比例5
将氧化镍纳米颗粒负载于分子筛上
(1)将2g ZSM-5分子筛与40g水预先相互进行混合，在50℃下水浴搅拌得到溶液a。
(2)将1.24g硝酸镍(Ni(NO3)2)固体溶解在水中，在50℃下水浴搅拌得到溶液b。
(3)将溶液a与溶液b相互混合，滴加油酸10g，在50℃下水浴搅拌3h，得到混合溶液c。
(4)向混合溶液c中滴加氢氧化钾碱溶液调节混合溶液pH为13，在50℃下水浴搅拌老化3h后，离心，在80℃下干燥，然后焙烧方式为：升温速率为5℃/min，焙烧温度为420℃，焙烧时间为2h得到催化剂B。
对反应后的分子筛拍摄TEM电镜照片，发现氧化镍颗粒以不均匀负载到分子筛上。金属氧化物纳米颗粒比表面积由催化剂总的比表面积减去分子筛的比表面积，发现磁性氧化镍纳米颗粒比表面积为45m2/g。
该催化剂上催化微波减黏以及催化水热减黏反应性能以及催化剂循环测试如表1所示，其中减黏百分数＝(原油密度-反应后油品密度)/原油密度。
对比例6
将氧化镍纳米颗粒负载于分子筛上
(1)将2g ZSM-5分子筛与40g水预先相互进行混合，在50℃下水浴搅拌得到溶液a。
(2)将1.24g硝酸镍(Ni(NO3)2)固体溶解在水中，在50℃下水浴搅拌得到溶液b。
(3)将溶液a与溶液b相互混合，在50℃下水浴搅拌3h，得到混合溶液c。
(4)向混合溶液c中滴加氢氧化钾碱溶液调节混合溶液pH为13，在50℃下水浴搅拌老化3h后，离心，在80℃下干燥，然后焙烧方式为：升温速率为5℃/min，焙烧温度为420℃，焙烧时间为2h得到催化剂B。
对反应后的分子筛拍摄TEM电镜照片，发现氧化镍颗粒以不均匀负载到分子筛上。金属氧化物纳米颗粒比表面积由催化剂总的比表面积减去分子筛的比表面积，发现磁性氧化镍纳米颗粒比表面积为20m2/g。
该催化剂上催化微波减黏以及催化水热减黏反应性能以及催化剂循环测试如表1所示，其中减黏百分数＝(原油密度-反应后油品密度)/原油密度。
对比例7
将四氧化三铁纳米颗粒负载于分子筛上
该对比例与实施例1的区别仅在于步骤(3)中不滴加油酸，其它与实施例1相同。
对比例8
将四氧化三铁纳米颗粒负载于分子筛上
该对比例与实施例1的区别仅在于步骤(3)中在80℃下水浴搅拌2h，其它与实施例1相同。
对比例9
将氧化镍纳米颗粒负载于分子筛上
该对比例与实施例6的区别仅在于步骤(3)中不滴加油酸，其它与实施例6相同。
对比例10
将氧化镍纳米颗粒负载于分子筛上
该对比例与实施例6的区别仅在于步骤(3)中在80℃下水浴搅拌3h，其它与实施例1相同。
各实施例与对比例的催化剂上催化微波减黏以及催化水热减黏反应性能以及催化剂循环测试如表1所示，其中减黏百分数＝(原油密度-反应后油品密度)/原油密度。
表1、不同样品催化减黏反应性能
从表1的结果可以看出，与对比例的方法制得的催化剂相比，本发明方法制得的催化剂在催化稠油减黏活性以及稳定性方面表现出了优异的性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义的定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。
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