[发明专利]一种乙酸自热重整制氢的助剂促进水滑石衍生钴基催化剂

摘要

本发明涉及一种乙酸自热重整制氢的碳酸型水滑石结构衍生的铁促进钴基催化剂及制备方法。本发明针对现有催化剂在乙酸自热重整过程中催化剂结构的变化和活性组分的氧化及烧结，并导致催化剂失活的问题，提供一种耐烧结、抗积炭、耐氧化、活性高的催化剂。本发明的催化剂的化学成分是(Fe₂O₃)_a(Co₃O₄)_b(Al₂O₃)_1.5，其中a为0‑0.21，b为0.12‑0.16。本发明采用Co‑Fe‑Al类水滑石结构为前驱体，方便将活性组分钴引入到层状结构中；同时，助剂铁抑制了催化剂载体的酸性，提高了催化剂活性组分的还原性和稳定性，氢气收率得到了显著提高并保持稳定。

主权项

1.碳酸根型类水滑石结构衍生的铁促进钴基催化剂在乙酸自热重整制氢过程中的应用，将0.2g碳酸根型类水滑石结构衍生的铁促进钴基催化剂于650℃、30mL/min的H2气氛中还原1小时，随后通入乙酸/水/氧气/氮气的摩尔比＝1.0/(2.5‑5.0)/(0.2‑0.5)/(2.5‑4.5)的混合气体，在催化剂床层进行反应，反应温度为600℃‑800℃，其特征在于所述催化剂由以下方法制备而成：配制硝酸钴、硝酸铝以及助剂硝酸铁的混合溶液#1；配制碳酸钠和氢氧化钠混合溶液#2，按照[OH‑]/[Al3++Fe3+]＝8/1、[OH‑]/[CO32‑]＝16/1进行共沉淀反应，通过水浴维持反应温度在60‑75℃，通过混合溶液#2的加入速度，控制反应液pH＝10.5±0.5；所得到的反应液经搅拌老化18h后进行抽滤、洗涤、干燥，即得类水滑石结构前驱体，经600‑800℃焙烧后，获得铁促进的含CoFe2O4、FeAl2O4尖晶石组分的钴基催化剂，其化学成分是(Fe2O3)a(Co3O4)b(Al2O3)1.5，其中a为0‑0.21且a不为0，b为0.12‑0.16；按照重量百分比组成为：氧化铁0‑25％且氧化铁不为0，氧化钴14.0％‑16.0％，氧化铝59.0％‑86.0％，且各组分重量百分比组成之和为100％。