[发明专利]一种二氧化碳甲烷化催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种二氧化碳甲烷化催化剂及其制备方法，包括载体和活性组分，载体由以下重量份数的原料组成：蛭石70～80份、Al₂O₃8～15份、SiO₂5～10份、炭粉5～10份、水泥粉体5～15份，活性组分为Ni、Fe、Co的一种或至少两种的组合，通过载体预处理、成型、破碎、负载等步骤制得，采用过量浸渍法制备负载型二氧化碳甲烷化催化剂，本发明的二氧化碳甲烷化催化剂具有负载量低、载体便宜易得、制备方法简单、催化活性高的特点，可大量应用在二氧化碳甲烷化反应装置上。

技术领域

本发明属于二氧化碳甲烷化技术领域，尤其涉及一种二氧化碳甲烷化催化剂及其制备方法。

背景技术

随着全球经济的快速发展，自然资源的日益减少，人类向自然界排放的二氧化碳已经对生态环境造成了严重的影响，因此二氧化碳回收利用进而转化为高附加值的燃料具有十分重要的意义。二氧化碳甲烷化，以二氧化碳和氢气为原料合成高热值的清洁燃料甲烷(燃烧热值为891kJ/mol)，一方面减少了自然界的二氧化碳，实现了资源的有效利用，另一方面合成了清洁能源甲烷，具有工艺简单、投资少、回报高的特点。

中国专利CN106311242A公开了一种二氧化碳甲烷化催化剂及其制备方法，催化剂由复合载体和活性组分组成，复合载体∶活性组分＝84-90wt％∶10-16wt％；其中，所述复合载体由γ-Al₂O₃与水溶性金属氧化物组成，γ-Al₂O₃与水溶性金属氧化物的质量比为77-86∶2-10；所述活性组分为Ni，并以NiO形式存在于该催化剂中，该发明制备的二氧化碳甲烷化催化剂用于常压条件，但其活性不高、稳定性能不佳。

中国专利CN101773833A公开了一种二氧化碳甲烷化催化剂及其制备方法，以气凝胶氧化物为载体并添加助剂制备而成，活性组分为镍，助剂为碱金属或碱土金属，气凝胶氧化物载体为二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、氧化铝或者它们的复合物，催化剂成分重量百分比为：镍含量为5～40wt％，助剂含量为0.01～30wt％。本发明制备的催化剂可在常压、空速为2000～20000h-1、H2/CO2＝4:1和温度为300～500℃的反应条件下有效催化二氧化碳加氢生产甲烷，但其载体为惰性载体，负载的活性组分在其表面分布不均匀，导致活性不够以及稳定性差。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种二氧化碳甲烷化催化剂及其制备方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种二氧化碳甲烷化催化剂，包括载体和活性组分，载体由以下重量份数的原料组成：蛭石70～80份、Al2O38～15份、SiO25～10份、炭粉5～10份、水泥粉体5～15份，活性组分为Ni、Fe、Co的一种或至少两种的组合。

进一步的，载体由以下重量份数的原料组成：蛭石75份、Al2O310份、SiO27份、炭粉7份、水泥粉体10份。

本发明的制备方法步骤如下：

步骤S10，蛭石的预处理：将蛭石放入到马弗炉内，进行高温煅烧膨胀，马弗炉内温度控制在600～750℃，煅烧时间为1～2小时；

步骤S20，原料的破碎：将蛭石、Al₂O₃、SiO₂先进行破碎再进行球磨，用1000目的筛子过滤，得到直径小于15微米的粉末，并对水泥粉体和炭粉进一步球磨，得到直径小于15微米的粉末；

步骤S30，原料的成型：将各原料粉末放入95～105℃烘箱中进行烘干处理，按其重量份称取原料，加入蒸馏水进行混合搅拌，使用成型机进行压缩成型；

步骤S40，载体的预处理：将成型后的原料放到95～105℃的烘箱中烘干6～12小时，自然晾干后进行抽真空处理；