[發明專利]鎳基二氧化鈰涂覆碳化硅催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910985978.0
• 申請日: 2019-10-17
• 公開（公告）號: CN110756205B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 顏蓓蓓;賽文·艾哈邁德;李健;陳冠益
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01J27/224
• 分類號: B01J27/224;B01J35/02;B01J35/10;B01J37/02;B01J37/34;C10G11/04;C10G15/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳夢圓

一種鎳基二氧化鈰涂覆碳化硅催化劑及其制備方法和應用，該制備方法包括將碳化硅載體、分散劑加入第一鈰鹽溶液中加熱并調節pH得到第一分散液，將第一分散液過濾后得到的固體為第一載體；將鎳鹽溶液與第一載體等體積浸漬后得到的固體煅燒，即得到所述鎳基二氧化鈰涂覆碳化硅催化劑。本發明設計提出CeO₂涂覆技術，在SiC顆粒外形成一層20μm左右的CeO₂涂層，將SiC的表面積大幅提高至12m²/g以上，顯著增強載體的負載金屬能力，為焦油的微波催化裂解奠定基礎。

技術領域

本發明涉及工業廢棄物清潔處理領域，具體涉及一種鎳基二氧化鈰涂覆碳化硅催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

生物質作為最重要的一種可再生能源，其開發與利用一直備受關注。目前主流的生物質利用方式包括直接燃燒、熱解氣化、炭化、液化等。生物質氣化技術由于其處理量大、可將生物質能轉化為可燃氣體，而備受關注。生物質氣化技術的發展，不但大量消耗了以農林廢棄物為代表的有機垃圾，同時也可在一定程度上緩解我國燃氣資源短缺的現狀。

生物質氣化技術發展的最主要的瓶頸之一，就是焦油的產生與排放。焦油是氣化過程中不可避免的副產物，其主要成分為多環芳香烴類化合物。生物質氣化氣在逐漸冷卻的過程中，焦油會冷凝并沉積于管路中，導致管道堵塞，威脅后續工藝的安全運行。因此，焦油的徹底脫除轉化，是生物質氣化技術大規模推廣的關鍵所在。

徹底的焦油脫除需要借助于高效的催化劑與先進的加熱體系。有研究表明，微波輻射會形成的“微波等離子體”和“微波熱點效應”，這些獨特的微波效應伴隨著較高的能量釋放，對于焦油分子的裂解具有明顯的促進作用。同時由微波等離子體帶來的光催化效應，也在一定程度上增強了其裂解效果。但是微波效應由于其瞬間溫度過高，會對物料造成損害，也會導致催化劑的燒結失活。因此亟需發明一種新型催化劑，可在微波條件下順利加熱，并且具備較強的抗燒結能力。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的之一在于提出一種鎳基二氧化鈰涂覆碳化硅催化劑及其制備方法和應用，以期至少部分地解決上述技術問題中的至少之一。

為了實現上述目的，作為本發明的一個方面，提供了一種鎳基二氧化鈰涂覆碳化硅催化劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)將碳化硅載體、分散劑加入第一鈰鹽溶液中加熱并調節pH得到第一分散液，將第一分散液過濾后得到的固體為第一載體；

(2)將鎳鹽溶液與第一載體等體積浸漬后得到的固體煅燒，即得到所述鎳基二氧化鈰涂覆碳化硅催化劑。

作為本發明的另一個方面，還提供了一種如上所述的制備方法得到的催化劑。

作為本發明的又一個方面，還提供了一種如上所述的催化劑在焦油裂解中的應用。

基于上述技術方案可知，本發明的鎳基二氧化鈰涂覆碳化硅催化劑及其制備方法和應用相對于現有技術至少具有以下優勢之一：

1、本發明采用的惰性材料SiC(俗稱金剛砂)為原料制備載體。SiC具有穩定的化學結構和優異的機械強度，更重要的是，其具備較高的介電常數，可吸收并轉化微波能量。當微波功率為400W時，SiC的升溫速率可高達4℃/s。此外，控制粒徑為1.5～2.5mm的SiC顆粒，在微波輻射下，可以有效的激發微波等離子體，進而轉變為熱點效應。這對于微波焦油催化裂解有明顯的促進作用；