[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于甲烷干重整的金屬氧化物-氮化硼復(fù)合催化劑、其制備方法和應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110154600.3
• 申請(qǐng)日: 2021-02-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113019410A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張登松;楊博;鄧江;張劍平;李紅蕊;顏婷婷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J27/24
• 分類(lèi)號(hào): B01J27/24;C01B3/40
• 代理公司: 上海上大專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

1.一種用于甲烷干重整的金屬氧化物-氮化硼復(fù)合催化劑，其特征在于：以BN為載體，直接在BN上原位生長(zhǎng)固溶體后還原，制備具有金屬-載體強(qiáng)相互作用力的復(fù)合催化劑；

或者，以BN為基本載體，在BN上分散富含活性氧的金屬氧化物，然后再浸漬并還原活性金屬，在BN上形成島狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)筑BN/金屬氧化物的復(fù)合結(jié)構(gòu)作為載體，利用BN上的金屬氧化物錨定分散活性金屬組分，從而制備具有金屬-載體強(qiáng)相互作用力的復(fù)合催化劑。

2.一種權(quán)利要求1所述用于甲烷干重整的金屬氧化物-氮化硼復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于，具有以下的工藝步驟：

A.催化劑的制備：

稱(chēng)取鎳前驅(qū)體、金屬氧化物前驅(qū)體和六方氮化硼并超聲分散在溶劑中，其中鎳元素和鋁元素的摩爾比為(0.25～0.5)：1，充分?jǐn)嚢?～2h，再往混合溶液中逐滴滴加濃度為0.1～10mol/L的沉淀劑水溶液，直至混合溶液的pH至8～10，溶液逐漸變成青藍(lán)色，繼續(xù)劇烈攪拌1～4h，形成懸濁液，使懸濁液中的固體物質(zhì)中鎳的負(fù)載量為5～10wt％；然后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除掉懸濁液的溶劑后，置于60～90℃烘箱中干燥6～8h，固體充分研磨后在馬弗爐中，在空氣氣氛下，煅燒3～4h，升溫速率為5～10℃/min，煅燒溫度為800～900℃；

B.催化劑的還原：

利用氫氣程序升溫還原(TPR)，以不低于30mL/min的通氣速度，通入10vol％H₂/N₂混合氣，在700～800℃溫度下進(jìn)行還原反應(yīng)0.5～1h，從而得到金屬氧化物-氮化硼復(fù)合催化劑。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于甲烷干重整的金屬氧化物-氮化硼復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于：在所述步驟a中，所述氮化硼為六方氮化硼(h-BN)，其形貌是納米片、納米管、納米棒、納米球中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于甲烷干重整的金屬氧化物-氮化硼復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于：在所述步驟a中，所述鎳前驅(qū)體為硝酸鎳、氯化鎳、乙酸鎳、乙酰丙酮鎳中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于甲烷干重整的金屬氧化物-氮化硼復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于：在所述步驟a中，所述金屬氧化物驅(qū)體為硝酸鋁、硝酸鈰、硝酸鋯、硝酸鑭中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于甲烷干重整的金屬氧化物-氮化硼復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于：在所述步驟a中，所述的沉淀劑為碳酸銨、氨水、氫氧化鈉、碳酸鈉中的至少一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于甲烷干重整的金屬氧化物-氮化硼復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于：在所述步驟a中，所述的溶劑為甲醇、乙醇、丙醇之中的有機(jī)溶劑中的至少一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于甲烷干重整的金屬氧化物-氮化硼復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于：在所述步驟a中，所述沉淀劑水溶液的濃度為0.1-10mol/L。

9.一種權(quán)利要求1所述用于甲烷干重整的金屬氧化物-氮化硼復(fù)合催化劑的應(yīng)用，其特征在于，應(yīng)用于甲烷干重整工藝過(guò)程。