[发明专利]一种用于CH4-CO2干气重整的固溶体催化剂NixM1-x-yMgyO(M为Ce,Co,Sn,Mn)的溶剂热方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备用于CH₄-CO₂干气重整的Tasker III型(111)表面的片状固溶体催化剂Ni_xM_1-x-yMg_yO(M为Ce，Co，Sn，Mn)的制备方法，具体涉及中间体的合成、及其后处理制备固溶体催化剂Ni_xM_1-x-yMg_yO(M为Ce，Co，Sn，Mn)等过程。

背景技术

Tasker III型极性表面一直是固体物理学家和表面科学家研究的一个热门课题，除了其稳定存在的机理和表面结构本身引起很大的研究兴趣而外，表面的吸附行为以及与客体的相互作用也成为研究的重要课题。无论是表面科学的实验研究，还是理论计算都显示：Tasker III型表面相对于其他表面具有很高的催化活性和表面能，因而可能在催化和吸附等领域有着广阔的应用前景(Phys.Rev.B2005，71，(11)，9；Phys.Rev.Lett.2003，90，(21)，4.)。但是，这些研究大都在超高真空条件下进行，通过表面谱学方法得到的结论，由于压力鸿沟和材料鸿沟的存在，在超高真空条件下得到的结果往往和真实催化剂有一定的差异(Phys.Rev.Lett.1998，81，4891)。在已有研究中，传统的制备固溶体催化剂的方法是基于高温或者共沉淀方法，但是这些方法容易生成组成变化的连续固溶体，而不能控制元素的均一分布。而且也不能实现对晶体取向和表面结构的有效控制，其催化和表面性能往往是微观混合物的综合贡献，对于关联固体表面结构与催化剂性能形成了挑战。

固溶体中Ni的含量和分布直接影响到其颗粒大小和抗积炭性能，助剂的分布也会影响到催化剂本身的微观均一性和整体稳定性。助剂的多少直接决定了积炭等副反应活化能的大小，而且局部助剂的缺失和浓度过低则容易导致胡须状积炭的生长。随着胡须状积炭的生长，Ni颗粒也随之移动并破坏催化剂的机械稳定性，导致其粉化。正因为如此，助剂的均一性控制一直是Ni基催化剂研究的一个重要方面。工业上采用的SPARG工艺，也正是通过气相加入H₂S来和Ni表面处于热力学平衡状态来有效抑制积炭反应的，气相补充助剂保证了其在催化剂表面的均匀分布。

发明内容

本发明提出一种用于CH₄-CO₂干气重整的Tasker III型极性表面固溶体催化剂Ni_xM_1-x-yMg_yO(M为Ce，Co，Sn，Mn)的溶剂热方法，通过此方法制备的Ni_xM_1-x-yMg_yO粉末具有片状结构。与普通制备固溶体催化剂Ni_xM_1-x-yMg_yO的方法相比，溶剂热方法不仅能制备出Tasker III型极性表面固溶体催化剂，而且还更加简单方便并保证金属均匀分布。

本发明的技术解决方案和步骤如下：

(1)称量乙酸镁、乙酸镍以及助剂乙酸盐M(M为Ce，Co，Sn，Mn)，并将它们溶解在无水甲醇中形成溶液；

(2)按照苯甲醇与乙酸盐摩尔比1∶0.1～10，称量苯甲醇，逐滴加入(1)中的溶液中持续搅拌2-3小时。

(3)将(2)中的溶液转移到到高压釜中。然后将高压釜置于烘箱中，控温处理一定时间；

(4)将(3)中处理得到的溶液进行抽滤、干燥，得到粉末。

(5)将(4)中的粉末放置马弗炉中高温处理一定时间；

附图说明

图1中间体Ni_xM_1-x-yMg_y(OH)(OCH₃)的SEM图

图2固溶体催化剂Ni_xM_1-x-yMg_yO催化效果图

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例1