[發明專利]一種具有良好低溫活性和高效穩定的催化劑、其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011386005.4
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112403492B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 胡超權;藺嘉琛;許雪冰;邵明遠
• 申請（專利權）人: 中科南京綠色制造產業創新研究院;中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;C01B3/40;H01M8/0612
• 代理公司: 南京泰普專利代理事務所(普通合伙) 32360
• 代理人: 張磊

1.一種具有良好低溫活性和高效穩定的催化劑的制備方法，其特征在于，所述催化劑包括：雙活性組分、助劑和載體三部分；其中，所述雙活性組分為金屬釕和金屬銅，助劑和載體分別為ZnO和Al₂O₃；

所述催化劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟1、將計量好的Cu(NO₃)₂·3H₂O，Zn(NO₃)₂·6H₂O，Al(NO₃)₃·9H₂O溶于一定體積去離子水中，充分攪拌，配置成混合鹽溶液；所述Cu(NO₃)₂·3H₂O，Zn(NO₃)₂·6H₂O，Al(NO₃)₃·9H₂O，以金屬質量分數計，其中金屬銅的質量分數為10～20%，金屬鋅的質量分數為50%～70%，金屬鋁的質量分數為20%～30%；

步驟2、將計量好的NaOH和Na₂CO₃溶于一定體積去離子水中，充分攪拌，配置成混合堿溶液；

步驟3、緩慢滴加混合鹽和混合堿溶液到三頸燒瓶中，使混合液pH維持在9～10；

步驟4、滴加完畢，常溫攪拌，靜置12h以上；將所得混合液抽濾，用去離子水洗滌2～4次，108～120℃恒溫干燥，以5℃/min的速率升溫至500℃煅燒3～5h；

步驟5、用研缽將催化劑研磨成固體小顆粒，制得CuO/ZnO/Al₂O₃催化劑；

步驟6、取少量制備好的CuO/ZnO/Al₂O₃與配置好的N₄O₁₀Ru溶液混合，100℃超聲分散4～5h，108～120℃恒溫干燥5h，450～600℃煅燒3～5h；所述CuO/ZnO/Al₂O₃和N₄O₁₀Ru質量比為1：0.003；

步驟7、用研缽將催化劑研磨成固體小顆粒，制得Ru-Cu/ZnO/Al₂O₃催化劑。

2.一種基于權利要求1所述的具有良好低溫活性和高效穩定的催化劑的制備方法得到的催化劑。

3.一種基于權利要求2所述的具有良好低溫活性和高效穩定的催化劑在甲醇重整制氫在燃料電池中上應用。

4.根據權利要求3所述的具有良好低溫活性和高效穩定的催化劑的應用，其特征在于，所述催化劑使用前需要進行預還原處理，還原氣氛為H₂：40 mL/min；Ar：60 mL/min，在300～500℃下還原1～4h；催化劑的用量為0.05～0.5g。

5.根據權利要求3所述的具有良好低溫活性和高效穩定的催化劑的應用，其特征在于，所述催化劑使用的工藝條件為：反應溫度在200～260℃，反應中通入50～200 mL/min的Ar，在常壓下進行，水醇的摩爾比為1～3。