[发明专利]甲烷重整多核壳空心型催化剂镍-镍硅酸盐-SiO2

说明书

本发明公开甲烷重整多核壳空心型催化剂镍‑镍硅酸盐‑SiO₂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下几个步骤：（1）先制得二氧化硅纳米颗粒；（2）取粒径在500nm～1µm的二氧化硅纳米颗粒配制为浓度1g/L～10g/L，加入碱液将pH调节至8‑13，加入浓度为1g/L～10g/L的镍前驱体，在温度为50^oC～220^oC条件下进行合成镍硅酸盐空心球；（3）把镍硅酸盐空心球分散于表面活性剂及水的混合溶液中，搅拌后加入碱液，将pH调至10‑14，加入10mL正硅酸乙酯于室温条件下反应，制得镍硅酸盐‑SiO₂核壳空心球；（4）将镍硅酸盐‑SiO₂核壳空心球在温度为300^oC～800^oC的氢气气氛下还原，得到高度分散的镍‑镍硅酸盐‑SiO₂多核壳空心型催化剂。本发明制备的催化剂具有高抗烧结、抗积碳、高温稳定性及高比表面积的优点。

技术领域

本发明涉及甲烷重整多核壳空心型催化剂镍-镍硅酸盐-SiO₂的制备方法，属于化学生产技术领域。

背景技术

镍基催化剂因其低廉的价格和高的重整催化活性而被国内外广泛研究，当其应用于CH₄干重整反应时，镍基催化剂积碳现象比较严重，主要是由于镍金属的烧结促进积碳副反应的发生。尤其是当CH₄干重整反应温度低于600^oC时，积碳现象更为严重。本项发明者曾开发了核壳结构催化剂，能够有效的防止金属烧结。但是，这些核壳结构普遍存在比表面积低和传质效率低的问题。

金属硅酸盐因其价格低廉，具有高温稳定性以及高比表面积等优点，被广泛用作催化剂。但是，目前这些金属硅酸盐仅仅用做催化剂的前驱体，通过高温还原后，金属硅酸盐完全分解，失去了其高比表面积的优点。

即：现在需要一种甲烷重整多核壳空心型催化剂，在CH₄干重整反应温度为600^oC条件下，仍具有高抗积碳、高比表面积和抗烧结性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供甲烷重整多核壳空心型催化剂镍-镍硅酸盐-SiO₂的制备方法，在CH₄干重整反应温度为600^oC条件下，仍具有高抗烧结、抗积碳、高温稳定性及高比表面积，以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是：甲烷重整多核壳空心型催化剂镍-镍硅酸盐-SiO₂的制备方法，该方法包括以下几个步骤：（1）乙醇、水与硅源在0^oC～70^oC的条件下混合搅拌均匀，再加入碱液调节pH至10，搅拌、离心机分离、洗涤，最终干燥制得二氧化硅纳米颗粒；（2）取粒径在500nm～1µm的二氧化硅纳米颗粒配制为浓度1g/L～10g/L，加入碱液将pH调节至8-13，加入浓度为1g/L～10g/L的镍前驱体，在温度为50^oC～220^oC条件下进行合成，最后经过冷却、离心分离、洗涤制得镍硅酸盐空心球；（3）把镍硅酸盐空心球分散于表面活性剂及水的混合溶液中，搅拌后加入碱液，将pH调至10-14，加入10mL正硅酸乙酯于室温条件下反应，最后离心分离、洗涤、干燥制得镍硅酸盐-SiO₂核壳空心球；（4）将镍硅酸盐-SiO₂核壳空心球在温度为300^oC～800^oC的氢气气氛下还原，得到高度分散的镍-镍硅酸盐-SiO₂多核壳空心型催化剂。

上述的步骤（1）中，所述硅源为正硅酸乙酯、硅酸钠水玻璃、正硅酸甲酯中的一种或几种的组合。

上述的步骤（2）中，所述镍前驱体为硝酸镍、醋酸镍、乙酰丙酮镍、草酸镍、油酸镍中的一种或几种的组合。