[發明專利]一氧化碳加氫制甲烷用急冷骨架鎳催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010924319.9
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112138666A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 喬明華;王浩;孫冬
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: B01J23/755
• 分類號: B01J23/755;C07C1/04;C07C1/12;C07C9/04;C10L3/10
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

1.一種一氧化碳加氫制甲烷用急冷骨架鎳催化劑，其特征在于，由急冷法制取鎳鋁合金，然后采用堿抽提法制備得到，記為RQ Ni；鎳鋁合金中，鎳和鋁的重量比為0.25 - 4，粒度為40 – 300目，催化劑中鎳占催化劑總質量的75 - 90%。

2.一種一氧化碳加氫制甲烷用急冷骨架鎳催化劑的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

（1）鎳鋁合金的制備：將混合均勻的具有相同比例的金屬鎳粉和金屬鋁粉裝入石英管中，通入惰性氣體保護；通過電磁感應線圈對合金進行加熱，快速升溫至金屬鎳和金屬鋁所需的熔融溫度，保證金屬混合均勻并形成合金；然后將合金在惰性氣體保護下噴到配有冷凝水的高速旋轉的銅棍上進行冷卻，得到鎳鋁合金條帶，記為RQ NiAl；研磨篩取后得到鎳鋁合金粉末；

（2）急冷骨架鎳催化劑的制備：在一攪拌容器中加入體積濃度為10 - 50%的氫氧化鈉溶液；在攪拌容器達到設定溫度20 - 90℃時，保持攪拌轉速為50 - 300 rpm，在10 min內分批加入0.5 - 5.0 g步驟（1）中制得的鎳鋁合金粉末，加料完畢后保持反應30 - 180min；用去離子水洗滌至中性，再用無水乙醇替換水，最后用聚乙二醇置換無水乙醇，即得保存在聚乙二醇中的骨架鎳催化劑；鎳鋁合金中，鎳和鋁的重量比為0.25 - 4，粒度為40 –300目，催化劑中鎳占催化劑總質量的75 - 90%。

3. 根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述高速旋轉的銅棍，轉速為500 –1500轉/分，鎳鋁合金冷卻速度為10⁶ – 10⁷ K s^-1。

4. 根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，抽提時鎳鋁合金與氫氧化鈉的質量比為1:1.5 – 1:5。

5.如權利要求1所述的急冷骨架鎳催化劑在一氧化碳或二氧化碳加氫制甲烷中應用，具體步驟如下：

在高壓釜中，RQ Ni催化劑加入量為2 - 50 mmol，溶劑聚乙二醇用量為10 - 100 mL；在室溫下充入H₂、CO或CO₂混合氣體，氣體組成按體積比為H₂/CO = 0.67 – 5或H₂/CO₂ = 1 -6，壓力為1.0 - 6.0 MPa；將高壓釜升溫至100 - 400℃，攪拌轉速為500 - 1200 rpm；反應3 min - 4 h后，停止反應，高壓釜冷卻至室溫后用氣相色譜分析產物組成。