[发明专利]一种甲烷干重整镍基催化剂及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种甲烷干重整镍基催化剂的制备方法，该方法包含：(1)将Ni(NO₃)₂·6H₂O、配位剂和SiO₂研磨，装入密封瓶中，于40～100℃反应；(2)将步骤(1)反应物进行焙烧，升温至300～800℃焙烧，造粒，筛选40～60目的颗粒，得到Ni负载量为5％～20％的镍基催化剂。其中，所述配位剂选自柠檬酸、均苯三甲酸、尿素、甘氨酸和烟酸中的任意一种；所述配位剂、Ni(NO₃)₂·6H₂O与SiO₂的摩尔比为1～6：1：(3～20)。本发明的方法制备出了高活性和高稳定性的甲烷干重整制合成气镍基催化剂，制备方法简单，易于实现工业化，并降低了催化剂制作成本。

技术领域

本发明涉及一种镍基催化剂，具体涉及一种甲烷干重整镍基催化剂及其制备方法和用途。

背景技术

随着人们对温室效应认识的深入，作为最强温室气体之一的CO₂的俘获及其有效利用引起了日益广泛的重视。其中，CO₂与天然气或煤层气(主要成分为甲烷)的清洁，利用相结合的CH₄干重整(DRM)制合成气技术受到了极大的关注。DRM过程除了同时利用CO₂和CH₄两大温室气体，对温室气体减排具有重大意义之外，生产的合成气的H₂/CO≤1，可作为羰基和有机含氧化合物合成以及经费-托(FT)合成反应合成长链烃类的原料气。更重要的是，与其它CO₂转化利用技术相比，DRM有望直接应用于CH₄与烟道气中CO₂的重整反应，而无需对烟道气中CO₂进行预分离。因此，加速DRM反应的工业化进程对于实现CO₂减排及高效利用具有重要应用价值。研究表明，积炭和烧结引起的催化剂失活是DRM工业化应用的瓶颈。因此，围绕催化剂的稳定性开展了大量研究。

尽管贵金属Pt、Rh等催化活性和抗积炭性能明显优于Ni，但综合考虑催化性能和经济性，Ni基催化剂最优。因此，需要研究提高Ni基催化剂在DRM反应中的催化性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种甲烷干重整镍基催化剂及其制备方法和用途，该催化剂解决了现有催化剂易因积炭和烧结引起失活的问题，该方法制备出了高活性和高稳定性的甲烷干重整制合成气镍基催化剂，制备方法简单，易于实现工业化，并降低了催化剂制作成本。

为了达到上述目的，本发明提供了一种甲烷干重整镍基催化剂的制备方法，该方法包含：

(1)将Ni(NO₃)₂·6H₂O、配位剂和SiO₂研磨，装入密封瓶中，于40～100℃反应；

(2)将步骤(1)反应物进行焙烧，升温至300～800℃焙烧，造粒，筛选40～60目的颗粒，得到Ni负载量为5％～20％的镍基催化剂。

其中，所述配位剂选自柠檬酸、均苯三甲酸、尿素、甘氨酸和烟酸中的任意一种；所述配位剂、Ni(NO₃)₂·6H₂O与SiO₂的摩尔比为1～6：1：(3～20)。

优选地，在步骤(1)中，所述研磨时间为30min。

优选地，在步骤(1)中，所述反应时间为10～48h。

优选地，在步骤(2)中，所述焙烧时间为3～5h。

优选地，在步骤(2)中，所述升温速率为5℃/min。