[发明专利]用于生物油催化重整制氢的Ni-B-La催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于生物油催化重整制氢的Ni‑B‑La催化剂及其制备方法，该Ni‑B‑La催化剂包括催化剂活性组分、催化剂助剂和催化剂载体，催化剂活性组分为Ni，其重量为Ni‑B‑La催化剂的总重量的5～20％；催化剂助剂为La₂O₃、WO₃、SnO₂、K₂O和B₂O₃，La₂O₃的重量为Ni‑B‑La催化剂的总重量的5～15％，WO₃的重量为Ni‑B‑La催化剂的总重量的1～5％，SnO₂的重量为Ni‑B‑La催化剂的总重量的0.5～2％，K₂O的重量为Ni‑B‑La催化剂的总重量的0.1～0.5％，B₂O₃的重量为Ni‑B‑La催化剂的总重量的0.5～3％；催化剂载体为Al₂O₃，其重量为余量；优点是该Ni‑B‑La催化剂的制备过程成熟可靠、易操作，所选原料来源广泛、价格低廉，抗烧结和抗积碳性能好、稳定性强、反应活性高、寿命长、生物油的转化率高、氢气产率高。

技术领域

本发明涉及一种催化剂及其制备方法，尤其是涉及一种用于生物油催化重整制氢的Ni-B-La催化剂及其制备方法。

背景技术

随着全球化石燃料短缺的加剧，以及由于燃烧化石燃料导致的环境污染的恶化，因此迫切需要寻求一种可持续供应，并且清洁高效的能源燃料。生物质基氢气，恰好满足了这一要求。生物质基氢气的原料是分布广泛、CO₂净零排放、可再生的生物质，而其燃烧产物则为清洁干净的水，对环境零污染，因此被誉为是21世纪最具发展潜力的清洁能源之一。

生物油催化重整技术是一项高效经济的生物质基氢气生产技术。该技术是在固体催化剂和水蒸汽存在的情况下，生物油通过高温重整反应得到氢气的过程。其中生物油是通过生物质快速热裂解制备得到，其产率可以达到75wt％。重整所产生的氢气不仅来自于生物油本身所含的氢元素，还来自于水中的氢，具有很高的原子经济性，其总反应方程式如下：

C_nH_mO_k+(2n-k)H₂O→n CO₂+(2n+m/2-k)H₂

相较于以化石燃料为原料的制氢工艺和生物质直接气化制氢工艺，生物油催化重整制氢技术具有如下几个综合优势：(1)可以获益于生物质的众多优点，尤其是CO₂净零排放；(2)生物油易于运输可以实现集中处理，有效保障后续处理工艺原料油供应的稳定性，易于实现工艺的商业化；(3)生物油作为中间产物，可以副产高价值化工品，从而提高了制氢整体工艺的经济性；(4)氢气产率高，可以达到0.172g H₂/g生物油(以生物质质量计，则可以达到11.2wt％的产率)。

然而，现有的生物油催化重整制氢技术，在生物油进行催化重整制氢时，一方面，由于重整催化剂寿命很难超过10小时，因此极大地制约了重整工艺的工业化发展；另一方面，积碳和烧结易导致重整催化剂失活。因此，迫切需要开发一种高效稳定的生物油催化重整催化剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于生物油催化重整制氢的Ni-B-La催化剂及其制备方法，该Ni-B-La催化剂的制备过程成熟可靠、易操作，所选原料来源广泛、价格低廉，抗烧结和抗积碳性能好、稳定性强、反应活性高、寿命长、生物油的转化率高、氢气产率高。