[發明專利]一種高分散易還原負載型鎳-鋁催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201611067294.5
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106582655B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 閆曉亮;李瑞豐;鮑杰華;范彬彬;陳樹偉;于峰;袁臣;胡通
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B01J23/755
• 分類號: B01J23/755;C07C1/04;C07C9/04
• 代理公司: 深圳市欣亞知識產權代理事務所(普通合伙) 44621
• 代理人: 葛勤;程光慧

本發明公開了一種高分散易還原負載型鎳?鋁催化劑的制備方法，是以有機物、鋁源和無機酸為原料，水熱合成具有特定形貌和豐富孔道結構的金屬有機骨架結構，再進一步引入鎳源浸漬在所述金屬有機骨架結構上，焙燒后形成以氧化鋁為載體、負載氧化鎳的催化劑。本發明方法制備的鎳?鋁催化劑具有豐富的孔道結構和規整的形貌，氧化鎳分散性高，還原溫度低于600℃，以其作為合成氣甲烷化反應催化劑，在400℃時CO轉化率大于95%。

技術領域

本發明屬于催化劑制備技術領域，涉及一種負載型催化劑，特別是一種鎳-鋁系列催化劑的制備方法。

背景技術

催化劑被廣泛應用于各行各業，無論是在傳統的化工、制藥、生物領域，還是在經濟效益的提高、清潔能源的開發與利用以及環境保護與治理方面，催化劑都有十分重要的作用。簡言之，催化劑的制備及應用關乎人類的生存發展。

負載型催化劑由于具有較高的活性和選擇性、容易回收重復利用、穩定性好等優點，在催化領域中起著舉足輕重的作用。鎳金屬由于在生物質催化氣化、乙醇水蒸氣重整、甲烷二氧化碳重整、生物油加氫、一氧化碳甲烷化、肉桂醛加氫等反應中具有較高活性且廉價易得而被廣泛關注；而氧化鋁由于表面活潑，形態多樣，比表面積較大，被廣泛用作工業催化劑的載體。因此，研究負載型鎳-鋁催化劑的制備具有重要意義。

盧雯等(載體對鎳基催化劑及其甲苯水蒸氣重整性能的影響. 化學反應工程與工藝. 2012; 28: 238-243)指出，傳統的高溫鎳-鋁催化劑還原溫度較高，一般大于700℃，容易導致活性金屬顆粒團聚、催化劑燒結失活，催化效率下降，使用壽命縮短。另外，傳統鎳-鋁催化劑還存在以下不足：1、由于載體結構和制備方法的影響，傳統鎳-鋁催化劑中的鎳載量偏低，導致催化劑活性較差；2、催化劑制備過程繁瑣，成本上升。

發明內容

本發明的目的是解決上述現有技術中存在的問題，提供一種高分散易還原負載型鎳-鋁催化劑的制備方法，以本發明方法制備的鎳-鋁催化劑還原溫度低、活性高、抗燒結性能好、壽命長。

本發明所述的高分散易還原負載型鎳-鋁催化劑的制備方法是以有機物、鋁源和無機酸為原料，水熱合成具有特定形貌和豐富孔道結構的金屬有機骨架結構，再進一步引入鎳源浸漬在所述金屬有機骨架結構上，焙燒后形成以氧化鋁為載體、負載氧化鎳的催化劑。

其中，所述的有機物為對苯二甲酸、均苯三甲酸或均苯三甲酸甲酯。

本發明中，所述的原料鋁源為易溶于水的無機鋁鹽，如硝酸鋁、硫酸鋁、氯化鋁等，本發明優選使用硝酸鋁。

本發明中，所述的原料鎳源為易溶于N,N-二甲基甲酰胺的鎳鹽，如硝酸鎳、硫酸鎳、氯化鎳、醋酸鎳等，本發明優選使用硝酸鎳。

本發明中所述的無機酸可以是硝酸、硫酸或鹽酸，本發明優選使用濃度為1～4mol/L的硝酸溶液。

本發明所述高分散易還原負載型鎳-鋁催化劑的具體制備方法是。

1)、按照鋁源∶有機物∶無機酸∶去離子水=2～60∶1～40∶0～77∶160～560的摩爾配料比，將鋁源、無機酸溶解在去離子水中，加入有機物攪拌均勻后，于不銹鋼反應釜中200～220℃下進行水熱反應，制備具有特定形貌和孔道結構的金屬有機骨架化合物。

2)、按照鎳∶氧化鋁∶N,N-二甲基甲酰胺=5～40∶60～95∶25～929的質量比，將鎳源溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，加入上述具有特定形貌和孔道結構的金屬有機骨架化合物浸漬攪拌均勻，干燥后得到前驅體，將前驅體于空氣氣氛下500～900℃焙燒，制得高分散易還原負載型鎳-鋁催化劑。

上述制備方法中，在鋁源與無機酸的水溶液中加入有機物后，應將體系連續攪拌不少于0.5小時，以使體系充分混合均勻。

進一步地，本發明所述水熱反應的時間優選為4～72小時。