[發(fā)明專利]一種熱穩(wěn)定性極高的鎳基催化劑及其制備方法和應(yīng)用在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810290951.5 | 申請(qǐng)日： | 2018-04-03 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN110339857A | 公開（公告）日： | 2019-10-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 辛忠;呂宇皓 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 華東理工大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B01J29/03 | 分類號(hào)： | B01J29/03;B01J35/10;B01J37/02;C07C1/04;C07C9/04 |
| 代理公司： | 上海順華專利代理有限責(zé)任公司 31203 | 代理人： | 李鴻儒 |
| 地址： | 200237 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 鎳基催化劑 分子篩 重量份 介孔 金屬助劑 熱穩(wěn)定性 催化劑 制備方法和應(yīng)用 催化劑壽命 催化活性 金屬元素 熱傳導(dǎo) 制備 金屬 | ||
本發(fā)明公開了一種鎳基催化劑，所述鎳基催化劑以介孔SiO2分子篩KIT?6為載體，以金屬Ni為主要活性組分，輔以金屬助劑；其中，以100重量份的催化劑為基準(zhǔn)，以金屬元素計(jì)，鎳的含量為5～30重量份，金屬助劑的含量為0.1～10重量份，余量為介孔SiO2分子篩KIT?6。本發(fā)明提供的鎳基催化劑是以化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定和熱傳導(dǎo)性質(zhì)好的介孔SiO2分子篩KIT?6為載體，制備的催化劑具有比表面積大、催化活性高，熱穩(wěn)定性好以及催化劑壽命較長等優(yōu)點(diǎn)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種熱穩(wěn)定性極高的鎳基催化劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)
近年來，隨著生態(tài)環(huán)境問題的日益突出，中國對(duì)于能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的力度不斷加大。中國的能源結(jié)構(gòu)長期以來呈現(xiàn)了“富煤、貧油、少氣”的格局，依托豐富的煤炭資源，發(fā)展煤制天然氣不僅符合煤炭資源清潔利用的發(fā)展方向，也可以緩解我國天然氣供不應(yīng)求的難題。甲烷化技術(shù)是發(fā)展煤制天然氣技術(shù)的研究重點(diǎn)，其核心是高效且穩(wěn)定的甲烷化催化劑。合成氣甲烷化是一個(gè)劇烈放熱的反應(yīng)(CO+3H2→CH4+H2O，ΔH298K＝-206.1kJ/mol)，低溫、高壓都有利于反應(yīng)的正向進(jìn)行。從熱力學(xué)角度來看，1％的CO生成甲烷就可以令反應(yīng)體系的溫度升高60～70℃。CO甲烷化時(shí)，催化劑表面的溫度往往高于反應(yīng)體系的溫度，而且合成氣中CO的含量約有25％，這就要求甲烷化催化劑具有較好的耐高溫性能。
載體Al2O3因其價(jià)格便宜、機(jī)械強(qiáng)度高而被廣泛的應(yīng)用在CO甲烷化催化劑中，但是，Ni/Al2O3催化劑在制備過程中(焙燒時(shí))會(huì)生成難以還原的NiAl2O4，降低了金屬Ni的使用率。為獲得較高的CO甲烷化活性，催化劑中Ni的負(fù)載量往往在20wt％以上。但是，Ni的塔曼溫度不高(590℃)，在高溫下，催化劑中的Ni顆粒很容易通過Ostwald熟化機(jī)制(Ni原子的熱遷移)，造成Ni顆粒的團(tuán)聚甚至催化劑的燒結(jié)失活。
針對(duì)現(xiàn)有Ni基甲烷化催化劑的金屬Ni利用率低、Ni顆粒易團(tuán)聚和易積碳導(dǎo)致的催化劑失活等問題，急需一種活性高、耐高溫、穩(wěn)定性好的鎳基催化劑。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中Ni基甲烷化催化劑的金屬Ni利用率低、Ni顆粒易團(tuán)聚和易積碳導(dǎo)致的催化劑失活的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種活性高、耐高溫、穩(wěn)定性好的熱穩(wěn)定性極高的鎳基催化劑。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種所述熱穩(wěn)定性極高的鎳基催化劑的制備方法，該方法簡單方便。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種所述熱穩(wěn)定性極高的鎳基催化劑的應(yīng)用。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
本發(fā)明的第一方面提供了一種熱穩(wěn)定性極高的鎳基催化劑，所述鎳基催化劑以介孔SiO2分子篩KIT-6(Ia3d)為載體，以金屬Ni為主要活性組分，輔以金屬助劑；其中，以100重量份的催化劑為基準(zhǔn)，以金屬元素計(jì)，鎳的含量為5～30重量份，金屬助劑的含量為0.1～10重量份，余量為介孔SiO2分子篩KIT-6。該介孔分子篩載體介孔SiO2分子篩KIT-6化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，熱傳導(dǎo)性能好，比表面積大。
所述鎳基催化劑的比表面積為500～1000m2/g，孔徑為3～12nm，孔體積為0.4～1.4m3/g。
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