[发明专利]用于CO2和CH4重整制合成气的催化剂及制备方法

权利要求书

1.本发明涉及用于CO₂和CH₄重整制合成气的催化剂及其制备方法，其特征在于该催化剂由Ni/γ-Al₂O₃(组分Ⅰ)和炭材料(组分Ⅱ)二者混合组成。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于采用如下步骤制备：

(1)将可溶性镍盐按照一定的固液比搅拌分散于有机溶剂中，配成浓度为0.1～10mol·L^-1的镍盐分散液，将预先经过500℃焙烧的γ-Al₂O₃作为载体，按照固液比为1:10的比例加入到镍盐分散液中，在连续搅拌的情况下，于20～50℃下超声处理10～30min，室温下静置12～24h之后过滤，然后移入真空干燥器中，在120℃下干燥12～24h，制得镍基催化剂前驱物；进而在300～900℃的温度下焙烧处理1～5h，并在氢气气氛于300～800℃的温下还原处理1～5h，制得催化剂的组分I，即镍基部分Ni/γ-Al₂O₃。

(2)将炭材料浸入蒸馏水中在90～110℃的温度下沸腾蒸煮2～5h，然后置于真空干燥箱内，在120℃下的温度下干燥处理12～24h，得到催化剂的组分Ⅱ，即炭材料部分。

(3)将组分Ⅱ与组分Ⅰ按照一定的比例混合，并逐滴加入3～12％浓度为1％的聚乙烯醇水溶液，充分搅拌混合均匀，进一步成型造粒，并在100～500℃的氮气气氛下焙烧处理1～3h，制成炭材料与Ni/γ-Al₂O₃均匀分布的催化剂。

(4)将制得的催化剂加入反应器中，在常压以及温度为700～950℃、原料气中CH₄和CO₂摩尔比为1～4:1、空速为1800～24000mL·g^-1·h^-1的条件下，进行CO₂和CH₄催化重整反应，以制备H₂/CO比连续可调的合成气。

3.根据权利要求2所述的催化剂制备方法，其特征在于所述的镍盐为硝酸镍、氯化镍、碳酸镍和醋酸镍等无机和有机镍盐。

4.根据权利要求2所述的催化剂制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、丁醇、乙二醇、丙酮类溶剂中的一种或几种混合溶液。

5.根据权利要求2所述的催化剂制备方法，其特征在于采用超声处理，超声波的频率为40～100kHz。

6.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于组分Ⅰ中活性组分的用量按Ni的负载量计算，一般为1～25％。

7.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于组分Ⅱ，可以是活性炭、碳烟、煤焦和生物质焦等炭材料。

8.根据权利要求1所述的催化剂，其中组分Ⅱ的质量分数为0.01～99.99％，表示为ω_C％＝0.01～99.99；对应的组分Ⅰ的质量分数为100－ω_C％，表示为ω_Ni％＝100－ω_C＝99.99～0.01。