[发明专利]一种Ru基核壳催化剂及其制法和在甲烷氧化重整制合成气中的应用

权利要求书

1.一种用于甲烷部分氧化制合成气的催化剂，其特征是：它是通过先合成氧化钌或镍-钌氧化物纳米粒子，然后用SiO₂进行包裹，形成核-壳结构，再经原位还原处理，其中的氧化钌或镍-钌氧化物内核粒子被还原为金属钌或镍-钌双金属，从而得到具有微囊结构的核壳型金属催化剂，形成的微囊结构有利反应物分子的富集以及它们在催化剂表面上的吸附和活化。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征是：所述的用SiO₂进行包裹，形成核-壳结构中，硅比钌或硅比镍和钌的摩尔比为0.1-0.3。

3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征是：所述的镍-钌氧化物纳米粒子的镍比钌的摩尔比为0.1-20。

4.一种制备权利要求1所述催化剂的方法，其特征是它包括下列步骤：

步骤1、氧化钌(RuO₂)纳米粒子的制备：水合肼还原-空气焙烧法制备：50ml蒸馏水中加入0.4g十六烷基三甲基溴化铵，50℃下搅拌1h后，加入0.1g RuCl₃，搅拌1h后，滴加由1ml水合肼和9ml蒸馏水，并用1mol/L的NaOH调节pH＝10的水合肼溶液，然后反应1h，产物离心分离，用H₂O和EtOH分别洗涤，在80℃下烘干，于500℃空气氛中焙烧3h；

步骤2、SiO₂包裹钌氧化物纳米粒子的制备：取上述制备的氧化钌纳米粒子0.2g，加入到60ml无水乙醇中，超声处理0.5h后，加入6ml NH₃·H₂O继续超声0.5h，然后加入正硅酸乙酯，使Si/Ru＝0.1-0.3，继续超声1h后，离心洗涤，100℃烘干；

步骤3、原位还原处理：将上述SiO₂包裹的钌氧化物纳米粒子于25％-H₂/Ar气氛(流量＝40ml/min)中600℃还原3h，即得用于甲烷部分氧化制合成气的SiO₂包裹钌形成核-壳结构的催化剂。

5.根据权利要求4所述的催化剂的制备方法，其特征是所述的步骤1用如下方法替代：

步骤1’、氨水直接沉淀法制备:100ml蒸馏水中加入2g十六烷基三甲基溴化铵，40℃搅拌1h，加入0.368g的RuCl₃，继续搅拌1h，加NH₃·H₂O调节pH＝9，升温至60℃，继续搅拌12h，产物离心分离，用H₂O和EtOH各洗涤三次，在80℃下烘干，于500℃空气氛中焙烧3h；

步骤2和步骤3与上述方法相同。

6.根据权利要求4所述的催化剂的制备方法，其特征是所述的步骤1用如下方法替代：

步骤1”、水热法制备:0.4g十六烷基三甲基溴化铵加入到40ml蒸馏水中，40℃搅拌1h，再加入0.3g RuCl₃，继续搅拌1h，用NH₃·H₂O调节pH＝8，搅拌3h后，转入水热釜中，180℃水热处理24h，冷却至室温，产物离心分离，用分别用H₂O和EtOH洗涤，在80℃下烘干，500℃空气氛中焙烧3h；

步骤2和步骤3与上述方法相同。