[發明專利]一種CO＆CO2

有效

• 申請號: 201911305378.1
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN111068643B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 連奕新;吳洪鍵;霍秀春;賴偉坤;王倫韜;余姮
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B01J23/10
• 分類號: B01J23/10;B01J23/889;C07C1/04;C07C1/12;C07C9/04
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;姜謐

本發明公開了一種COCO₂共甲烷化催化劑及其制備方法和應用，包括活性組分、助劑和載體。本發明相較于傳統Al₂O₃為載體的甲烷化催化劑，其中的載體具有活性高、低溫活性好、抗中毒性強等特點。本發明低溫活性好、制備方法簡單易操作，反應條件容易控制、原料價廉易得、催化劑重復性好，具備良好的工業應用前景。

技術領域

本發明屬于甲烷化催化劑技術領域，具體涉及一種COCO₂共甲烷化催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

天然氣作為一種清潔能源，使用量逐年增加，而我國天然氣儲量嚴重不足。煤炭資源儲存量相對可觀，短時間內仍然是主要的能源形式，但每年超過80％的煤炭被直接燃燒使用，使得煤炭資源的利用率低下，造成資源巨大浪費。如果能夠合理利用優勢資源，大力發展合成天然氣技術，一方面可以有效提高能量利用率，滿足天然氣的市場消費需求，緩解天然氣資源供需不平衡矛盾，減緩由于天然氣進口導致的價格上漲，對我國能源安全具有重大的戰略意義；另外一方面又能顯著減少二氧化碳等溫室氣體的排放量，符合國家可持續發展的戰略要求。因此，如何將煤氣化產生的CO與CO₂高效轉化極其重要，CO 與CO₂催化加氫共甲烷化這一工藝路線可實現碳一廢氣資源充分利用合成甲烷，這一研究方向引起了人們的廣泛關注，圍繞甲烷化催化劑的開發和利用已成為一個熱點。

CN101773833A公開一種以氣凝膠氧化物為載體并添加助劑的二氧化碳甲烷化催化劑及其制備方法，該催化劑選取的載體較為新穎，但工業應用前景欠佳。CN102755894A公開一種TiO₂-ZrO₂復合氧化物為載體的鎳基催化劑，使用偏鈦酸與氫氧化鋯共沉淀法制備鈦鋯復合載體，并在曲拉通和聚乙二醇的存在條件下，采用共沉淀法制備了稀土-堿式碳酸鎳，兩者混合制得催化劑，具有大比表面積，大孔容等優點，且添加氧化鎂微孔隔熱材料后增強了催化劑材料的耐熱性，但該催化劑制備工藝相對較為復雜。CN102259003A 公開一種TiO₂-ZrO₂-SiO₂復合氧化物為載體的鎳基催化劑，助劑添加Re等貴金屬，致使該催化劑制備成本較高。CN106311242公開一種以不同復合金屬氧化物為載體的鎳基催化劑，該催化劑種類多樣，工藝簡單具有工業化前景，但其高溫高壓的反應條件有待進一步優化。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術缺陷，提供一種COCO₂共甲烷化催化劑及其制備方法。

本發明的另一目的在于提供一種COCO₂共甲烷化催化方法

本發明的技術方案如下：

一種COCO₂共甲烷化催化劑，包括活性組分、助劑和載體，

活性組分為NiO，

助劑為M，M為La、Ce、Mn、Fe、Co、Ga、Ca、Mg和Zn中的至少一種的氧化物，

載體為以La₂O₃、Al₂O₃和N修飾的TiO₂-ZrO₂復合氧化物，N為La、Ce、Mn、Fe、 Co、Ga、Ca、Mg和Zn中的至少一種的氧化物，該載體由包括可溶性鑭鹽、可溶性的N 前驅鹽、擬薄水鋁石、稀酸、植物膠、TiO₂和Zr(OH)₄在內的原料制備而成。

在本發明的一個優選實施方案中，其由如下質量百分比的組分組成：NiO 10-30％， TiO₂ 50-80％，La₂O₃ 1-5％，Al₂O₃ 1-10％，M 1-5％，N 1-10％，余量為ZrO₂。