[发明专利]一种以纳米氢氧化铝为粘结剂的氮化铝基催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种以纳米氢氧化铝为粘结剂的氮化铝基催化剂及其制备方法。所述氮化铝基催化剂包括以下重量百分比的组分：氮化铝载体92～95wt％；活性组分1～5wt％；氧化铝1～5wt％。本发明另一方面提供氮化铝基催化剂的制备方法，包括：1)将氮化铝粉末在惰性气体下焙烧得到氮化铝载体；2)提供活性金属组分的金属盐溶液，将金属盐溶液滴加到步骤1)的氮化铝载体中得前躯体A；3)向步骤2)的前躯体A中加水混合后在前躯体A表面形成氢氧化铝层，进一步压制成型，干燥后得到前躯体B；4)将步骤3)的前躯体B焙烧后制得。水化后形成的纳米级氢氧化铝不仅可以作为粘结剂，而且可以有效避免有机粘结剂除去过程中导致氮化铝氧化的问题，从而提高催化剂机械强度。

技术领域

本发明属于催化剂制备领域，具体涉及一种以纳米氢氧化铝为粘结剂的氮化铝基催化剂及其制备方法。

背景技术

AlN陶瓷具有优良的导热性、耐高温性、耐腐蚀性，不仅满足大规模甲烷-二氧化碳重整工业级成型催化剂要求，也能很好的提高催化剂床层热转移，从而抑制传热过程中局部不均匀而致金属粒子迁移长大和聚集。此外，AlN陶瓷表面可以和水发生反应而形成氢氧化铝，从而有利于该材料的成型。

目前，制备AlN陶瓷基片的主要方法是流延成型，且大多数为有机溶剂流延成型。流延成型技术由Glenn N.Howatt首次提出并成功地将其应用于微波介质陶瓷多层电容器的制备。流延成型技术设备简单，有利于连续性操作，基本上实现自动化，生产效率较高，然而流延成型制备仅为AlN薄片，机械强度较差，很难满足甲烷-二氧化碳重整工业级成型催化剂强度要求。并且，传统的有机物粘结性催化剂需要在空气中焙烧除去会导致AlN大部分和完全氧化而不适合于AlN成型。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种以纳米氢氧化铝为粘结剂的氮化铝基催化剂及其制备方法，解决传统AlN强度成型强度差，有机粘结剂去除过程中带来的AlN的氧化问题，以及传统Al₂O₃基催化剂传热不均匀而给甲烷与二氧化碳的重整反应带来严重后果，适用于氮化铝基成型催化剂的工业化生产。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种有氮化铝基催化剂，所述氮化铝基催化剂包括以下重量百分比的组分：

氮化铝载体 92～95wt％；

活性组分 1～5wt％；

氧化铝 1～5wt％。

在本发明的一些实施方式中，所述活性金属组分选自镍和钴。

在本发明的一些实施方式中，所述活性金属组分占总催化剂质量的1～3％。

本发明另一方面提供本发明所述的氮化铝基催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将氮化铝粉末在惰性气体下焙烧得到氮化铝载体；

2)提供活性金属组分的金属盐溶液，将所述金属盐溶液滴加到步骤1)所述的氮化铝载体中得前躯体A；

3)向步骤2)所述的前躯体A中加水混合后在前躯体A表面形成氢氧化铝层，进一步压制成型，干燥后得到前躯体B；

4)将步骤3)所述的前躯体B焙烧后制得氮化铝基催化剂。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤1)中氮化铝粉末中含氧量小于5％。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤1)中焙烧的温度为900～1200℃，焙烧的时间为3～15h。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤2)采用的是等体积浸渍法。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤2)中可溶性盐溶液中活性金属组分的浓度为0.5～1.5mol/L。