[发明专利]一种γ-Al2O3载体的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种γ-Al₂O₃载体的制备方法及应用，属于工业催化技术领域。

背景技术

二氧化碳的大量排放虽然带来了一系列的环境问题，但同时也是最大的碳源之一，近几十年来吸引的越来越多的关注，近年来主要的研究方向是二氧化碳的捕获、分离、地下储存和化学循环利用等，而利用二氧化碳为原料加氢甲烷化是近几年的热点之一，这主要是其不但能够减少二氧化碳的排放，同时其产物甲烷也是一种重要的化工产品，具有很大的商业价值。

王承学等人（王承学，龚杰. 天然气化工 2011,36(1) :4-6）报道了Mn助剂对催化剂Ni/γ-Al₂O₃的影响，研究结果表明，在常压、400℃、n(H ₂):n(CO ₂)=4:1、空速为6000h^-1条件下，采用共浸渍法制备Mn-Ni/γ-Al₂O₃催化剂，n(Mn):n(Ni)=1:2时催化剂活性达到最高，CO₂转化率达到77.92%，甲烷选择性超过96%，Amin Mohamad Hassan等人（Amin M H, Mantri K, Newnham J, Tardio J, Bhargava S K. Applied Catalysis B: Environmental, 2012,）报道了通过对高稳定的Yb对Ni/Al₂O₃的改性研究发现，加入少量的Yb(1-2wt%)能有效的提高催化剂的和稳定性，而加入3wt%的Yb则不能达到同样的效果且Yb能均匀的分布在载体表面，研究结果表面加入最大计量2wt%Yb能有效的提高催化效率和降低积炭效应。

现今的专利主要考虑的是如何通过助剂的添加来提高二氧化碳的转化率和甲烷的选择性，较少有人考虑如何优化催化剂载体的制备方法。如中国专利CN 101884927 A 介绍了一种以球型γ-A1₂0₃为载体，以Ni和Fe为活性组分，以MgO, La₂O₃或CeO₂为助剂，采用次序浸渍制得，而对于载体多采用Al₂(SO₄)₃制备得到，此制备过程比较复杂，制备所用时间较长，而且条件不易控制，本专利改进和简化载体γ-Al₂O₃的制备方法，以NaAlO₂为原料制备了载体γ-A1₂O₃在一定程度上简化了操作过程，优化了制备条件等。

发明内容

本发明的目的在于提供γ-Al₂O₃载体的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）配置质量百分比浓度为30%~40%的NaAlO₂的溶液；

（2）将配制好的NaAlO₂溶液置于70~80℃恒温水浴中，边搅拌边滴加质量百分比浓度为10~13%的盐酸溶液，控制滴加速率为每秒8~12滴，滴到pH值为8.5～9时达终点，继续在恒温搅拌5~10min后，在水浴中静置老化0.5~1h，过滤，沉淀用无水乙醇与丙酮混合液洗涤至无氯离子，其中无水乙醇与丙酮的体积比5:1~4:1；

（3）将步骤(2)中洗涤后的沉淀在100~120℃烘干8~10h后，然后在480~540℃锻烧2~2.5h，制得γ-Al₂O₃。

本发明的另一目的在于将γ-Al₂O₃载体用于制备Ni-Ru-Ce/γ-Al₂O₃催化剂，包括如下步骤：将硝酸铈、硝酸镍、氯化钌混合后溶于蒸馏水中得到混合溶液，按1gγ-Al₂O₃载体中加入1.6ml混合溶液的比例将γ-Al₂O₃浸渍于混合溶液中，以300~500r/min搅拌30~40min，再置于常温水浴中超声波震荡0.5~1h，然后于100~120℃空气气氛中烘干12~24h，然后在450~480℃空气气氛马弗炉中锻烧4~5h，即制备得Ni-Ru-Ce/γ-Al₂O₃催化剂。