[發(fā)明專利]一種中溫甲烷部分氧化催化劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010447079.8
• 申請(qǐng)日: 2020-05-25
• 公開（公告）號(hào): CN111569891B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 易群;張雨珂;史利娟;吳玉程;高麗麗;李聰明;王曉波;單媛媛;張靜;張鼎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/83
• 分類號(hào): B01J23/83;C01B3/02;C01B3/40
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

1.一種中溫甲烷部分氧化催化劑在甲烷化學(xué)鏈部分氧化制合成氣中的應(yīng)用，其特征在于：

所述中溫甲烷部分氧化催化劑，以Ni為活性組分，κ相CeZrO₄為載體，載氧體顆粒載體由CeO₂和ZrO₂構(gòu)成；催化劑中活性組分Ni的摩爾百分含量在0.1%~2%范圍，κ相CeZrO₄的含量在98%~99.9%范圍；按摩爾百分比計(jì)，催化劑顆粒中氧化鈰含量為49%~49.95%，氧化鋯含量為49%~49.95%，氧化鎳含量為0.1%~2%；

所述的中溫甲烷部分氧化催化劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：載氧體晶相的形成：

攪拌溶解硝酸鈰Ce(NO₃)₃?6H₂O及硝酸鋯Zr(NO₃)₄?5H₂O，分別制成濃度為0.5 mol/L的水溶液；室溫下混合，50℃以下邊攪拌邊滴加稀氨水至全部生成絮狀沉淀物；靜置24h~48h，洗滌至中性后過濾，抽濾至濾餅狀態(tài)，105℃以下干燥至固體狀態(tài)；將固體于500~800℃條件煅燒；降至室溫后于還原性氣氛下升溫至1000~1400℃繼續(xù)活化載氧體；后于500~800℃繼續(xù)煅燒得到目標(biāo)晶相的復(fù)合金屬氧化物，作為催化劑載體；

步驟二：進(jìn)一步修飾：

溶解步驟一所述載體，加入硝酸鎳Ni(NO₃)₂?6H₂O的水溶液，濃度為0.35 mol/L，超聲浸漬，后90~120℃攪拌溶解，待反應(yīng)30~120min后取出并置于105-120℃干燥氛圍中干燥12~24h，于400~600℃煅燒得到催化劑產(chǎn)物；

所述中溫是指溫度為500~700℃。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于：步驟一中所述硝酸鈰和硝酸鋯的摩爾比為(0.52-2.16):1；

步驟一中所述稀氨水濃度為10%~15%；氨水的用量為：每0.1mol硝酸鹽需100-150 mL氨水；此處的硝酸鹽是指步驟一中的硝酸鈰和硝酸鋯。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于：步驟一中所需煅燒時(shí)間為4~7h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于：步驟二中所述硝酸鎳占其他硝酸鹽總和的摩爾比為0.1~0.8%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于：所述干燥氛圍為鼓風(fēng)干燥箱，所選干燥溫度為105~115℃；

步驟二中煅燒時(shí)間為3~6h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于：

采用燃料反應(yīng)器及空氣反應(yīng)器循環(huán)裝置，稱取0.15-0.25 g催化劑在燃料反應(yīng)器中，反應(yīng)時(shí)間小于30min；反應(yīng)后的催化劑循環(huán)至空氣反應(yīng)器，通入CO₂進(jìn)行晶格氧的補(bǔ)充，使催化劑恢復(fù)初始狀態(tài)；催化劑在燃料反應(yīng)器中還原溫度為500~700℃。