[發明專利]一種煤熱解制氫用負載型催化劑及其制備方法

無效

• 申請號: 200910084530.8
• 申請日: 2009-05-21
• 公開（公告）號: CN101559369A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 舒新前;張蕾;徐精求;張磊;張立欣;李鋼
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: B01J23/755
• 分類號: B01J23/755;B01J37/02;C01B3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及NiO/γ-Al₂O₃負載型催化劑的制備及其應用，主要是將NiO/γ-Al₂O₃負載型催 化劑用于煤的催化熱解過程，以制備氫氣。

背景技術

氫能是未來能源領域里一種重要的清潔能源。純凈的氫氣不僅發熱量高，而且燃燒后一點 也不污染環境，不僅不會產生有毒廢氣，而且不會產生導致溫室效應的二氧化碳，它的唯一 產物是不對環境產生污染的水。氫氣是可再生的燃氣資源，它可以通過分解水來獲得，其產 物又是水，所以，氫氣簡直就是取之不盡用之不竭的新能源。通過煤熱解制取的氫氣既可作 為氫燃料電池或航空航天發動機的燃料，也可以作為化工原料，還可以用于改善其它氣體燃 料的燃燒性能等，用途廣泛。甚至煤氣也可以直接作為燃料電池的燃料。所以，用熱解煤的 方法生產的潔凈或改質的燃料，既可減少燃煤造成的環境污染，又能充分利用煤中所含的較 高經濟價值的化合物，具有保護環境、節能和合理利用煤炭資源的廣泛意義。因此，開發一 種煤熱解制氫用的高效催化劑成為國內外研究人員關注的焦點。

催化劑制備是催化劑研究開發的一個重要方面，制備工藝和條件則是影響催化劑性能的 重要因素。相同組成的催化劑，由于制備方法和和工藝條件的差異，其性能會出現較大差別。 許多材料，包括金屬、化合物(如金屬氧化物、硫化物、氮化物、沸石分子篩等)、有機金屬 配合物和酶等，都可以作為催化劑。目前對于催化劑的研究和專利發明層出不窮，催化劑研 究在各個不同的領域都獲得了不同程度的研究成果。但是對于催化制氫的研究則并不多，尤 其是關于煤催化熱解制氫用催化劑的開發和研究少有報道。因此，將金屬氧化物負載型催化 劑應用在煤熱解制氫方面不僅填充了催化劑研究在煤制氫方面的不足，更重要的是它高效的 制氫技術使得煤的利用效率大大提高。所以開發一種高效的煤熱解制氫用負載型催化劑是具 有重要意義和挑戰性的課題。

發明內容

本發明的目的在于，制備一種煤催化熱解制備氫氣用的高活性、低成本高效金屬氧化物 負載型催化劑。采用等體積浸漬法制備NiO/γ-Al₂O₃金屬負載型催化劑，附載成分多數情況下 僅僅分布在載體表面上，利用率高，用量少，成本低，這對鉑、鈀、銥等貴金屬催化劑特別 重要，并且其制備方法簡單，具有較高的催化活性。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

NiO/γ-Al₂O₃金屬負載型催化劑在煤熱解制備氫氣過程中的應用，催化劑是以NiO為主要 活性組分，采用γ-Al₂O₃作為載體，活性組分Ni在催化劑中的含量為0.1～30wt％，焙燒時間 為200～700℃，焙燒溫度為2～8h，將該催化劑用于煤催化熱解制備氫氣的反應可以制得較 多的氫氣。

所述催化劑采用浸漬的方法制備，優選等體積浸漬：

1選定Ni負載量分別為0.1～30wt％稱取可溶性鎳鹽溶液浸漬γ-Al₂O₃載體，靜置12～72 小時；

2將靜置12～72小時的上述溶液與γ-Al₂O₃載體用微火炒干；

3將上述炒干的催化劑放入烘箱里于60～250℃烘干2～24h；

4將烘干后的催化劑放入馬弗爐內在200～700℃溫度下焙燒2～8小時，制成負載型金 屬氧化物催化劑。

本發明提供的催化劑活性可用如下方法測試：

在固定床程序升溫熱解爐中考察催化劑的活性。將一定量的催化劑通過物理混合的方式 同煤樣充分混合后，放置于熱解爐的恒溫區，然后將熱解爐由室溫升至950℃，加熱速率為 15℃·min^-1，熱解氣體經過除塵、干燥裝置后進行收集，并使用氣相色譜對熱解所產生的氫氣 進行分析。

本發明具有如下優點：

本發明催化劑是以NiO為主要活性組分的負載型催化劑，將該催化劑用于煤熱解制備氫 氣反應，可以大幅度提高煤熱解氫氣產量。本發明為非貴金屬催化劑，相比于貴金屬催化劑， 本催化劑的成本低廉，且其制備工藝簡單，在煤熱解制氫反應中，具有較高的催化活性。

具體實施方式