[發明專利]甲醇水蒸氣重整制氫催化劑及其制備方法、制氫方法

有效

• 申請號: 201410043746.0
• 申請日: 2014-01-29
• 公開（公告）號: CN103816921B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 向華;黃文昭;國海光
• 申請（專利權）人: 上海摩醇動力技術有限公司
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;C01B3/40
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司31242
• 代理人: 王松

技術領域

本發明屬于制氫工藝技術領域，涉及一種催化劑，尤其涉及一種多活性組分的甲醇水蒸氣重整制氫催化劑；同時，本發明涉及一種上述甲醇水蒸氣重整制氫催化劑的制備方法；此外，本發明還涉及利用上述甲醇水蒸氣重整制氫催化劑的制氫方法。

背景技術

近年來，隨著質子交換膜燃料電池的發展，特別是其應用于汽車以及分布式發電，迫切需要小型高效、高效、分散的移動制氫系統以供應原料氫。于是出現了各式各樣的制氫系統，同時也出現了各式各樣的制氫方法。

例如中國專利CN202519022U揭示的一種甲醇水蒸氣重整制氫設備，所述設備包括液體儲存容器、換熱器、氣化室、重整室、分離室。所述設備包括一個或多個加熱單元，為制氫設備需要溫度控制的部件進行溫度控制；加熱單元通過分離室輸出的余氣或/和制得的氫氣加熱。重整室與分離室之間的傳送通道經過一預熱控溫機構，該預熱控溫機構用以加熱從重整室輸出的氣體；所述預熱控溫機構作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近。

又如中國專利公開號CN101033059提供的制氫方法，該制氫方法由于其不需要外部供熱，容易實現現場制熱，所以受到廣大關注。此方法中采用弛放氣進行加熱系統，產生的結果是系統各部位受熱不均勻，最直接，也是最影響的是催化劑的催化活性。

目前市場上的所有甲醇制氫催化劑無論是銅催化劑或貴金屬催化劑以及其他催化劑都有自身的活性溫度，或者在200-300℃，或者在350-450，或者在400以上，因此在溫度分布不均勻的系統中應用市場上的催化劑時就會產生催化活性低，催化劑效率的結果。即市場上的催化劑在非均溫的系統中應用就會有局限性。

有鑒于此，如今迫切需要設計一種新的甲醇制氫催化劑，以便克服現有催化劑的上述缺陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種甲醇水蒸氣重整制氫催化劑，在制氫的過程中，可經過各個組分的協調作用，使得該催化劑在很寬的溫度范圍內具有很高的活性。

同時，本發明還提供一種甲醇水蒸氣重整制氫催化劑的制備方法，制得的催化劑在制氫的過程中，可經過各個組分的協調作用，使得該催化劑在很寬的溫度范圍內具有很高的活性。

此外，本發明進一步提供一種甲醇水蒸氣重整制氫催化劑的制氫方法，可經過各個組分的協調作用，使得該催化劑在很寬的溫度范圍內具有很高的活性。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種甲醇水蒸氣重整制氫催化劑，所述催化劑以Pt、Pd、Cu、Fe、Zn五種元素組成活組分，以功能性復合金屬氧化物作為載體，所述功能性復合金屬氧化物包括稀土金屬氧化物、過渡金屬氧化物；

所述催化劑具體包括：PtO、PdO、CuO、Fe₂O₃、ZnO、稀土金屬氧化物、過渡金屬氧化物；

其中，貴金屬Pt含量占催化劑總質量的0.5%～2%，Pd的含量占催化劑總質量的1%～5%，CuO占催化劑總質量的5%～15%，Fe₂O₃占催化劑總質量的2%～10%，ZnO占催化劑總質量的10%～25%，稀土金屬氧化物占催化劑總質量的5%～45%，其余為過渡金屬氧化物；

所述稀土金屬包括鑭、鈰、釹、銪、鐠中的一種或多種；過渡金屬包括鋯、釔、鉬、鈮、錳、鈷中的一種或多種。

一種甲醇水蒸氣重整制氫催化劑，所述催化劑包括：Pt的氧化物、Pd的氧化物、Cu的氧化物、Fe的氧化物、Zn的氧化物、稀土金屬氧化物、過渡金屬氧化物；

作為本發明的一種優選方案，貴金屬Pt含量占催化劑總質量的0.5%～2%，Pd含量占催化劑總質量的1%～5%，Cu的氧化物占催化劑總質量的5%～15%，Fe的氧化物占催化劑總質量的2%～10%，Zn的氧化物占催化劑總質量的10%～25%，稀土金屬氧化物占催化劑總質量的5%～45%，其余為過渡金屬氧化物。

作為本發明的一種優選方案，所述稀土金屬包括鑭、鈰、釹、銪、鐠中的一種或多種。

作為本發明的一種優選方案，所述過渡金屬包括鋯、釔、鉬、鈮、錳、鈷中的一種或多種。

一種上述的催化劑的制備方法，所述制備方法包括：

載體采用共沉淀法或凝膠-溶膠法，載體的沉淀物或溶膠在110～180℃干燥，在260～480℃分解，在400～750℃焙燒，所得固體采用浸漬法浸漬活性組分到載體上。