The invention discloses a novel solid catalyst material for methane carbon dioxide reforming reaction, a corresponding widely applicable preparation method, and a simple and easy operation test and reaction process flow. The perovskite catalyst is based on a perovskite material with in-situ precipitation of B-site doped metal nanoparticles and cation vacancy at position A. The surface of the catalyst is covered with in-situ precipitation of B-site highly active metal nanoparticles for catalysis. The A-site is any of the rare earth elements and alkaline earth metal elements, and the B-site matrix is the same. Doped transition metals with various valence states. The perovskite catalyst of the present invention can provide good catalytic performance and avoid carbon deposition in reforming reaction and catalyst deactivation resulting therefrom. At the same time, the preparation and testing method of in-situ precipitation in-situ reaction is simple, practical, efficient and novel, and has a good application prospect in the preparation and testing of catalysts.
【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿催化剂及其制备方法和原位测试方法
本专利技术属于工业催化领域的固体催化剂领域,更具体地,涉及一种甲烷二氧化碳重整反应使用的高性能催化剂材料及其相应的便捷的合成方法及测试方法。
技术介绍
众所周知,化石燃料作为我们的主要能源,它的利用会产生许多温室气体对环境产生不利影响,其中二氧化碳就是引起温室效应、导致全球气候恶化的主要原因之一。二氧化碳的排放已成了当今亟待解决的全球性问题。另一方面,二氧化碳是丰富的可再生碳资源,由此可以衍生出许多化学增值品。碳的固定利用是解决二氧化碳排放的一个很有希望的途径。但是二氧化碳是一个十分稳定的分子,将其转化为其他化学品如甲醇则需要提供能量以打断二氧化碳的C-O键,因此与大气中大量的二氧化碳相比,二氧化碳的工业利用目前是有限的。天然气是三大化石能源之一,其储量丰富。随着石油资源的长期开采,储量日趋匮乏,天然气将是未来基本化学品的主要碳源。对天然气的利用主要有两种途径,一是直接转化法,如由甲烷选择氧化制甲醛、甲醇,具有很好的应用前景。但由于甲烷分子具有四面体的稳定结构和苛刻的反应条件,使得该方法目前还未实现工业化;二是间接转化法,即由甲烷制合成气,再由合成气转化成一些化工产品。合成气在化工领域的有着广泛而重要的应用。例如可通过费托合成制烷烃,甲醇等一系列化工产品。由甲烷制合成气主要有三种途径,即水蒸气重整,甲烷部分氧化和二氧化碳干重整。当然,这里有一些缺点伴随着重整过程。水蒸气重整是庞大的合成氨工业的基础,但该过程工艺操作弹性小,能耗大尤其是产物中H2/CO比太高(3:1),不适合作为羰基合成和含氧有机化合物的原料;甲烷 ...
【技术保护点】
1.一种钙钛矿催化剂,其特征在于,钙钛矿基体为原位析出B位掺杂金属的同时A位存在阳离子缺位的钙钛矿材料;其中,A位是稀土元素和碱土金属元素中的任意一种,B位是掺杂过的具有多种价态的过渡族金属;钙钛矿基体表面覆盖有由B位中掺杂的催化金属原位析出形成的用于催化的金属纳米颗粒。
【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿催化剂,其特征在于,钙钛矿基体为原位析出B位掺杂金属的同时A位存在阳离子缺位的钙钛矿材料;其中,A位是稀土元素和碱土金属元素中的任意一种,B位是掺杂过的具有多种价态的过渡族金属;钙钛矿基体表面覆盖有由B位中掺杂的催化金属原位析出形成的用于催化的金属纳米颗粒。2.如权利要求1所述的钙钛矿催化剂,其特征在于,B位基体金属是Ti、Cr或Mn,掺杂的催化金属是第八族金属元素和贵金属元素中的任意一种,B位金属纳米颗粒是由B位基体内掺杂的催化金属原位析出得到。3.如权利要求1或2所述的一种钙钛矿催化剂,其特征在于,掺杂的催化金属是Fe、Co、Ni、Pt、Pd、Ru、Rh中的任意一种。4.如权利要求1或2所述的一种钙钛矿催化剂,其特征在于,原位析出的B位金属纳米颗粒的粒径在20~30nm之间。5.一种钙钛矿催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:采用溶胶凝胶法或者固相法制备包括A位、B位的钙钛矿前驱体;其中,A位是稀土元素和碱土金属元素中的任意一种,B位基体是具有多种价态的过渡族金属,B位基体中掺杂催化金属,催化金属为第八族金属元素和贵金属元素中的任意一种;步骤2:对步骤1得到的钙钛矿前驱体进行原位还原,析出B位金属纳米颗粒,使B位金属纳米颗粒原位覆盖...
【专利技术属性】
技术研发人员:蒲健,韦童,池波,李箭,段男奇,贾礼超,颜冬,
申请(专利权)人:华中科技大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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