[發(fā)明專利]一種介孔逆水煤氣變換催化劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611251294.0
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106732743B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王路輝;劉輝
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江海洋大學(xué)
• 主分類號: B01J29/03
• 分類號: B01J29/03;C01B3/16
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

本發(fā)明提供一種介孔逆水煤氣變換催化劑及其制備方法，首次采用真空焙燒的方式制備介孔逆水煤氣變換催化劑。有益效果為：采用真空焙燒的方法制備介孔逆水煤氣變換催化劑，得到的催化劑具有高度有序的介孔結(jié)構(gòu)，并且活性成分Ni以納米顆粒的形式被高度分散到SBA?16載體的孔道內(nèi)；Ni含量低，不會有甲烷化副作用；抗燒結(jié)性強，穩(wěn)定性高；使用上述制備的催化劑催化二氧化碳逆水煤氣變換反應(yīng)（CO-₂+H₂=CO+H₂O）活性高，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率高，并且副反應(yīng)產(chǎn)物甲烷少；制備的步驟簡單，原料來源廣，經(jīng)濟價值高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種介孔逆水煤氣變換催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，能源與環(huán)境問題已成為全世界關(guān)注的熱點。其一是化石能源排放大量溫室氣體所造成的溫室效應(yīng)，由此引起全球氣候變暖，對生態(tài)、經(jīng)濟、社會各方面產(chǎn)生綜合性負面影響。隨著全球氣候的變化，世界各國對地球溫室效應(yīng)問題越來越關(guān)注。化石燃料燃燒排放的大量CO₂ 是造成全球氣候變化的主要原因，其對全球變暖的貢獻率已超過了60％。其二是清潔能源如核電能源的不安全因素，給人類的生產(chǎn)和生存帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。

如何有效減少工業(yè)排放的CO₂ 并將其轉(zhuǎn)化成可用資源顯得尤為重要，二氧化碳逆水煤氣變換反應(yīng)（CO₂+H₂=CO+H₂O）被認為是最有應(yīng)用前景的反應(yīng)之一。Ni基催化劑可用于逆水煤氣變換反應(yīng)，但高Ni含量時由于存在較大的Ni晶體顆粒，容易發(fā)生甲烷化副反應(yīng)；而低Ni含量時，則催化劑活性較低，且在高溫下容易發(fā)生燒結(jié)現(xiàn)象，催化劑穩(wěn)定性較差。目前具有高活性和穩(wěn)定性的低鎳含量高溫逆水煤氣變換催化劑還有待開發(fā)。

現(xiàn)有技術(shù)如授權(quán)公告號為CN103183346B的中國發(fā)明專利，公開了一種逆水煤氣變換催化劑用于逆水煤氣變換反應(yīng)的方法，所述的方法為：（1）催化劑的活化：采用60~100 目的鎳鈰催化劑作為逆水煤氣變換催化劑，以高純二氧化碳氣體在600~800℃對鎳鈰催化劑活化處理1~2 小時；（2）逆水煤氣變換反應(yīng)：將活化處理后的鎳鈰催化劑與60~100 目的石英砂按照1:2.5~3 的重量比例混合均勻，通逆水煤氣原料氣，600~800℃下催化反應(yīng)獲得水煤氣。該鎳鈰催化劑用于逆水煤氣變換反應(yīng)，活化效果好，催化反應(yīng)時具有良好的催化活性，但需要高純二氧化碳氣體進行活化，能量消耗大。并且該催化劑的催化活性、穩(wěn)定性和選擇性都有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有高度有序的介孔結(jié)構(gòu)，活性顆粒小，分散度高，鎳含量低，活性高，穩(wěn)定性好，選擇性好的介孔逆水煤氣變換催化劑及其制備方法。

本發(fā)明針對背景技術(shù)提到的問題，采取的技術(shù)方案為：

一種介孔逆水煤氣變換催化劑及其制備方法，具體步驟為：

1%Ni/SBA-16催化劑的制備：稱取0.045~0.055份Ni(NO₃)₂·6H₂O、0.5~0.7份去離子水和0.9~1.2份丙酮，攪拌，攪拌速率為200~400r/min，混合均勻后加入1~2份SBA-16，使之充分潤濕；放入55~65℃的電熱鼓風干燥箱中，干燥0.8~1.2h；干燥后裝入石英管內(nèi)，用真空泵抽成真空，放入管式電阻爐中，升溫至400~600℃焙燒3~5h。冷卻至室溫后，得到真空焙燒1%Ni/SBA-16催化劑。合成的成品仍然具有SBA-16高度有序的介孔結(jié)構(gòu)，并且活性成分Ni以納米顆粒的形式被高度分散到SBA-16載體的孔道內(nèi)；Ni含量低，但活性高，抗燒結(jié)性強，穩(wěn)定性高；使用上述制備的催化劑催化二氧化碳逆水煤氣變換反應(yīng)（CO₂+H₂=CO+H₂O），二氧化碳的轉(zhuǎn)化率高，副反應(yīng)產(chǎn)物甲烷的產(chǎn)生量少。