[發明專利]一種重整催化劑氧化物活性組分Ni?Mn?Mg?O的制備方法

有效

• 申請號: 201610228196.9
• 申請日: 2016-04-13
• 公開（公告）號: CN105854893B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 張超武;張利娜;王夏云;張楠;王芬
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J37/34;B01J37/10;C01B3/40
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于甲烷二氧化碳重整催化劑領域，具體涉及一種重整催化劑氧化物活性組分Ni-Mn-Mg-O的制備方法。

背景技術

能源的有效利用和減少溫室氣體排放是當今世界各國關注的熱點問題，對緩解能源危機和環境保護具有重大的現實意義。將甲烷二氧化碳重整(CO₂ reforming of methane,DRM)可制取合成氣H₂/CO，這種合成氣不僅可以用來制取液體燃料，還是合成甲醇、二甲醚等的理想原料。由此可見，DRM既能達到提高能源利用效率和減少溫室氣體排放的目的，液體燃料又可以替代石油能源，從而緩解我國液體燃料的短缺。為此，近些年來利用甲烷二氧化碳重整制合成氣已經越來越引起人們的高度重視。如能實現工業化必將會產生巨大的經濟效益、社會效益和環境效益。

DRM反應過程需要催化劑尤其是負載型催化劑才能實現。在研究了Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd和Pt等催化劑后，發現其中的Rh、Ru、Ni是制備重整催化劑的最佳活性金屬組分。雖然貴金屬催化劑活性較高，積碳較少，但其價格昂貴，來源有限。目前研究較多的主要集中在適合工業化的鎳基催化劑。但鎳基催化劑依然存在積碳和甚至失活的問題。為解決這一問題，通常的主要做法是添加某些氧化物助劑以改善和提高催化劑活性或使用雙活性成分或改進載體組成與結構，甚至對活性組分和載體同時改進。

助劑的作用一般認為表現在以下幾個方面：調變催化劑表面酸堿性；提高活性組分的分散度；改變活性組分與載體間的相互作用；調變活性組分的電子結構性質等。通過助劑的一種或幾種作用來達到增強催化劑反應活性或提高催化劑的抗氧化、抗積碳性能的目的。CH₄-CO₂重整反應中常用助劑有堿金屬、堿土金屬和稀土金屬氧化物。研究較多的助劑有K₂O，La₂O₃，CeO₂，MgO，CuO及CaO等。對堿土金屬的研究大多認為，堿土金屬有利于改變催化劑表面的酸堿性，增加CO₂的表面吸附量，提高了催化劑的抗積炭性能。其中，有關MgO助劑的研究已有一些。Wang等[Wang S.B.,Lu G.Q.,Effects of promoters on catalytic activity and carbon deposition ofNi/γ-Al₂O₃ catalysts in CO₂ reforming of CH₄[J].Journal of Chemical Technology and Biotechnology,2000,75(7)：589-595]對多種添加助劑的催化劑進行了研究，發現添加MgO能抑制積炭的發生，從而延長催化劑的壽命，增加了催化劑的穩定性。Mehr Jr等[Mehr Jr.,Jozani K.J.,Pour A.N.,etc.Influence of MgO in the CO2-steam reforming ofmethane to syngas by NiO/MgO/α-Al₂O₃[J].Reaction Kinetics and Catalysis Letters,2002,75(2)：267-273]研究了在載體α-Al₂O₃上添加MgO，也發現催化劑的積炭量明顯的減少，而且經MgO改性后的催化劑具有較好的穩定性。還有學者采用熱重技術分析了催化劑的積炭情況，認為堿土金屬MgO的添加有助于提高催化劑的抗積炭性。