[發明專利]鎳基負載型復合金屬氧化物催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202211239968.0
• 申請日: 2022-10-11
• 公開（公告）號: CN115445628A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 姚元根;劉錚;周張鋒;喬路陽;宗珊珊;許東杰;曾蕓蕓;何云濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;C01B3/40
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 蘇少康

1.一種鎳基負載型復合金屬氧化物催化劑，其特征在于，所述催化劑為燒綠石結構，分子式為Ni/A₂Ti₂O₇；

所述A包括La和Ln，其中La元素與Ln系元素的原子關系為La_2-xLn_x；

其中Ln選自鈰、釤、銪中的任意一種；

0＜x≤0.6。

2.根據權利要求1所述的催化劑，其特征在于，所述Ni/La_2-xLn_xTi₂O₇中，Ni元素的摩爾含量為2～20％；

優選地，所述Ni/La_2-xLn_xTi₂O₇中，Ni元素的摩爾含量為3～12％，0.04≤x≤0.20。

3.一種權利要求1或2任意一項所述的催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

a將A位金屬鹽、鎳鹽和鈦化合物溶于醇類溶劑中，得到混合溶液I；

b向所述混合溶液I中加絡合劑，攪拌，旋蒸，干燥，焙燒，得到催化劑；

其中，所述A位金屬鹽包括可溶性鑭鹽以及可溶性Ln鹽，所述可溶性Ln鹽的金屬元素選自鈰、釤、銪元素中的一種。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，

所述A位金屬鹽選自硫酸鹽、氯化鹽、硝酸鹽、碳酸鹽中的至少一種；

優選地，所述A位金屬鹽選自硝酸鹽；

優選地，所述A位金屬鹽中金屬元素La與任意一種鈰、釤、銪元素的摩爾比為1：(0.01～0.45)。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述鎳鹽選自硫酸鎳、氯化鎳、硝酸鎳中的至少一種；

優選地，所述鎳鹽選自硝酸鎳；

優先地，所述鈦化合物選自硫酸鈦酰、鈦酸四丁酯、四氯化鈦中的至少一種；

優選地，所述鈦化合物選自鈦酸四丁酯。

6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述絡合劑選自檸檬酸或抗壞血酸；

優選地，所述絡合劑選自檸檬酸；

優選地，所述醇類溶劑選自甲醇、乙醇、丙醇中的中的至少一種。

7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述A位金屬鹽、鎳鹽和鈦化合物的摩爾比為1：(0.2～2)：1，其中所述A位金屬鹽、鎳鹽和鈦化合物分別以金屬元素、Ni元素和Ti元素的摩爾計；

優選地，所述A位金屬鹽的質量與醇類溶劑的體積比為1g：(4～10)mL；

優選地，所述混合溶液I與所述絡合劑的質量比為1：(1.0～1.5)。

8.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟a中，所述A位金屬鹽、鎳鹽和鈦化合物通過超聲或微波輔助下溶于醇類溶劑中；

優選地，步驟b中，所述攪拌的溫度為10～100℃，所述攪拌的時間為25～34h；

優選地，所述旋蒸的溫度為50～90℃；

優選地，所述干燥的溫度為80～200℃，所述干燥的時間為1～12h；

優選地，所述焙燒的溫度為500～1000℃，所述焙燒的時間為2～10h；

優選地，所述焙燒的溫度為800～1000℃，所述焙燒的時間為4～8h。

9.一種甲烷干重整反應，其特征在于，將含有CH₄、CO₂、He的原料通入預置有催化劑的反應器中，反應，得到H₂和CO混合氣體；

其中，所述催化劑選自權利要求1或2任意一項所述的催化劑或根據權利要求3至8任意一項所述的制備方法得到的催化劑。

10.根據權利要求9所述的反應，其特征在于，所述原料中，CH₄、CO₂、He的摩爾比為1:1:5～10；

可選地，所述反應的條件為：溫度500～900℃，壓力0.001～0.3Mpa，原料的空速為10000～120000h^-1。