[發(fā)明專利]以鎂鋁水滑石為前驅(qū)體的鎳基催化劑的制備方法及其應用

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• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN110026198A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發(fā)明（設計）人: 陳海濤;王沈峰;陶紅;郭依潔;楊文
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: B01J23/755
• 分類號: B01J23/755;C07C1/12;C07C9/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種以鎂鋁水滑石為前驅(qū)體的鎳基催化劑的制備方法及其應用。首先，通過水熱合成法和高溫焙燒法制備出以鎂鋁水滑石為前驅(qū)體的鎂鋁氧化物，然后，通過浸漬法和高溫焙燒法制備得到鎂鋁氧化物擔載的鎳基催化劑，該鎳基催化劑能夠用于二氧化碳甲烷化催化反應。本發(fā)明的制備方法簡單，容易操作，該方法制得的鎳基催化劑能夠用于二氧化碳甲烷化催化反應，且具有較高的催化性能，當反應溫度為400℃時甲烷產(chǎn)率達到80.1%。

技術領域

本發(fā)明涉及一種二氧化碳甲烷化用鎳基催化劑的制備方法，特別是一種以鎂鋁水滑石為前驅(qū)體的鎳基催化劑的制備方法及其應用。

背景技術

石化燃料燃燒所排放的溫室氣體二氧化碳是引起的全球變暖的主要原因。為減少二氧化碳的排放，人們對二氧化碳的利用進行了大量的研究，如二氧化碳的捕捉和儲存、二氧化碳的化學轉(zhuǎn)化等。二氧化碳加氫制備甲烷的催化轉(zhuǎn)化是減少二氧化碳排放的重要方法。為此，研制高性能二氧化碳甲烷化催化劑是重中之重。

目前，商用的二氧化碳甲烷化催化劑主要為氧化鋁負載的鎳基催化劑，其原料成本低，催化轉(zhuǎn)化過程中甲烷的選擇性好。但是，其相對于貴金屬催化劑來說轉(zhuǎn)化率低。因此，研究和制備性能優(yōu)異的鎳基催化劑對二氧化碳催化轉(zhuǎn)化具有重要的實際意義。鎂鋁水滑石具有優(yōu)異的堿性、吸附性、熱穩(wěn)定性、無毒性等性質(zhì)，故而在催化劑載體、環(huán)保材料、吸附材料、藥物載體、功能材料等領域有著良好的應用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種以鎂鋁水滑石為前驅(qū)體的鎳基催化劑的制備方法及其應用，該鎳基催化劑能夠提高二氧化碳催化轉(zhuǎn)化制備甲烷的轉(zhuǎn)化率與產(chǎn)率。

本發(fā)明思路：首先，通過水熱合成法和高溫焙燒法制備出以鎂鋁水滑石為前驅(qū)體的載體—鎂鋁氧化物，然后，通過硝酸鎳浸漬法和高溫焙燒法制備得到鎂鋁氧化物擔載的鎳基催化劑。

制備以鎂鋁水滑石為前驅(qū)體的鎳基催化劑的具體步驟為：

（1）依次向燒杯中加入1.03 g硝酸鎂、0.75 g硝酸鋁、80 mL蒸餾水和1.5 g尿素，并將燒杯置于磁力攪拌器上攪拌直至固體完全溶解，制得混合溶液。

（2）將步驟（1）制得的混合溶液轉(zhuǎn)移至100 mL聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應釜中，將反應釜置于110 ℃下反應10小時，反應結束后自然冷卻至室溫，然后減壓抽濾，用蒸餾水和乙醇分別洗滌3~5次后于90 ℃下干燥10小時，所得產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至管式爐中部，空氣氣氛下600 ℃焙燒3小時，反應結束后自然冷卻至室溫，制得鎂鋁氧化物催化劑載體。

（3）將0.22 g硝酸鎳溶于1 mL蒸餾水中，然后加入0.4 g步驟（2）制得的鎂鋁氧化物催化劑載體，攪拌混合均勻并靜置3小時后，于90 ℃干燥5小時，所得產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至管式爐中部，空氣氣氛下先于350 ℃恒溫1小時，然后于450 ℃焙燒3小時，反應結束后自然冷卻至室溫，即制得以鎂鋁水滑石為前驅(qū)體的鎳基催化劑。

本發(fā)明的以鎂鋁水滑石為前驅(qū)體的鎳基催化劑應用于二氧化碳甲烷化反應。

本發(fā)明的制備方法成本低廉，容易操作。本發(fā)明的以鎂鋁水滑石為前驅(qū)體的鎳基催化劑在二氧化碳甲烷化反應時具有優(yōu)異的催化性能，能夠提高二氧化碳催化轉(zhuǎn)化制備甲烷的轉(zhuǎn)化率與產(chǎn)率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中制備的以鎂鋁水滑石為前驅(qū)體的鎳基催化劑在二氧化碳甲烷化反應時甲烷產(chǎn)率與反應溫度的變化關系圖。

具體實施方式

實施例：

（1）依次向燒杯中加入1.03 g硝酸鎂、0.75 g硝酸鋁、80 mL蒸餾水和1.5 g尿素，并將燒杯置于磁力攪拌器上攪拌直至固體完全溶解，制得混合溶液。