[發(fā)明專利]一種用于甲醇重整的泡沫陶瓷負載納米金屬催化劑及其制備方法和應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112234216A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚越;梁波;郭勁
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;H01M4/88;H01M8/0612
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務(wù)所 44329
• 代理人: 彭玉婷

本發(fā)明屬于固體氧化物燃料電池和催化劑技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種用于甲醇重整的泡沫陶瓷負載納米金屬催化劑及其制備方法和應(yīng)用，該催化劑為Cu?Ag/Al₂O₃，是將AgNO₃和Cu(NO₃)₂·3H₂O溶于去離子水中，加入(NH₂)₂CO和Al₂O₃泡沫陶瓷混合均勻并超聲；再將所得混合物在120～180℃進行水熱反應(yīng)，經(jīng)洗滌和干燥，將所得固體在400～600℃退火，然后將所得物在500～700℃的H₂氣氛下充分還原制得。本發(fā)明催化劑具有良好的催化重整活性、抗積碳性能和持久的壽命，可用于甲醇重整直接放入微型燃料電池管中，增大催化劑的反應(yīng)比表面，縮小了電池堆的體積，降低功率單元質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于固體氧化物燃料電池和催化劑技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于甲醇重整的泡沫陶瓷負載納米金屬催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

目前，主要通過使用石油，天然氣和煤炭等化石燃料來滿足世界能源需求。但這些燃料的燃燒不僅會產(chǎn)生大量的溫室氣體，還會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染和影響，例如，全球變暖，極端天氣狀況等。此外，化石燃料的儲備正在迅速耗盡。因此，各國科學(xué)家一直致力于研發(fā)能利用的清潔和可再生能源的新材料和新技術(shù)，而用于燃料電池內(nèi)的氫氣和高效、低成本的獲取氫氣是該技術(shù)的重中之重。

氫被認(rèn)為是最有前途的可再生清潔能源之一，由于它每單位燃燒的熱值很高，僅產(chǎn)生水。燃料電池可以將氫能直接轉(zhuǎn)化為電能，具有很高的能量轉(zhuǎn)化效率。但氫氣的存儲和運輸又是一個困難的問題，且加氫站是一個非常昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施。甲醇的蒸汽重整具有反應(yīng)溫度低和高效的氫氣產(chǎn)量等優(yōu)點。其中由于銅基催化劑的低成本，高催化活性以及選擇性而常用于甲醇蒸汽重整中。但銅微小顆粒的熱燒結(jié)是阻礙反應(yīng)過程中催化劑穩(wěn)定性的主要原因。為解決此問題，目前常用通過一系列高分散和小粒徑的Cu來提高其抗燒結(jié)性的方法。這些方法較為繁雜，使用的催化劑載體制備較為困難且生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和缺點，提供一種用于甲醇重整的泡沫陶瓷負載納米金屬催化劑。該催化劑能更好解決目前催化劑存在的銅微小顆粒易燒結(jié)和催化劑壽命的技術(shù)問題。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述泡沫陶瓷負載納米金屬催化劑的制備方法。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述泡沫陶瓷負載納米金屬催化劑的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種用于甲醇重整的泡沫陶瓷負載納米金屬催化劑，所述泡沫陶瓷負載納米金屬催化劑為Cu-Ag/Al₂O₃，是將AgNO₃和Cu(NO₃)₂·3H₂O溶于去離子水中，加入(NH₂)₂CO和Al₂O₃泡沫陶瓷混合均勻并超聲，得到混合物；再將混合物在120～180℃進行水熱反應(yīng)，經(jīng)洗滌和干燥，將所得固體在400～600℃退火，然后將所得物在500～700℃的H₂氣氛下充分還原制得。

優(yōu)選地，所述Cu(NO₃)₂·3H₂O、AgNO₃和(NH₂)₂CO的質(zhì)量比為(1～9)：(0.1～2)：(1～13)。

優(yōu)選地，所述AgNO₃和Cu(NO₃)₂·3H₂O的總量與離子水的質(zhì)量比為1：(10～100)；