本发明专利技术公开了一种二氧化碳甲烷化催化剂(Ni/CexZr1-xO2)及其制备方法，其步骤：a.将一定量的硝酸镍、硝酸铈、硝酸锆分别加入到50ml去离子水中，配制成在催化剂（Ni/CexZr1-xO2）中Ni的含量为10～40wt.%的混合溶液；b.将配制的混合溶液移入80℃恒温水浴锅，均匀搅拌，将100ml浓度为2mol/L的碳酸铵溶液迅速倒入混合溶液中，继续搅拌加热，恒温烘干后，得到粉体；c.将烘干后的粉体在马弗炉中，从室温以2℃/min升温速率升至500℃焙烧5h；然后将焙烧后的粉体置于钢模中挤压成型；随后经破碎、过筛，得到粒径为40～60目的颗粒，d.在氢气气氛中，温度为400℃下还原2h，制得Ni/CexZr1-xO2催化剂。 该方法制备的催化剂在250 oC～400oC具有较高的催化活性、选择性、稳定性，其制备方法简单、易操作、成本较低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开了一种用于二氧化碳甲烧化催化剂（Ni/Ce、Zri并2)及其制备方法，属 于催化剂制备
技术介绍
1902年，法国化学家PaulS油atier首次报道了二氧化碳的催化加氨还原技术（ 即C〇2的甲烧化反应）：C〇2(g)+4H2(g)=CH4(g)巧&0(邑）AH°298K=-252.9KJ.moli，C〇2甲 烧化反应是C〇2资源化利用的一个重要化学反应，对解决天然气储量日益枯竭及C02所引起 的生态及环境等问题有着重要意义。通过催化达到C〇2快速的甲烧化，成为碳一化学研究 中颇为引人注目的课题之一。 在目前所进行的C〇2加氨甲烧化反应研究中，催化剂的开发是一个热点。国内外 学者展开了大量研究，RSCAdvances, 5(2015): 22759-76中报道，活性组分Ni,Fe，Co, Ru,化，Pd，Pt，Ir等分散在AI2O3，Si〇2,Ti〇2，Zr〇2，Ce〇2等氧化物载体上的C〇2甲烧 化催化剂，因为具有相对较高的催化活性和稳定性得到广泛研究。通过改善催化剂制备方 法和优化催化剂组分提高催化剂的活性和稳定性。经文献检索发现，现有的二氧化碳甲烧 化催化剂组分及其制备方法，催化剂的原料成本高，制备方法繁琐，而且该方法制备的催化 剂在35(TCW下催化活性低、稳定性差、选择性差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有催化活性高、催化稳定性好、生产成本低的二氧 化碳甲烧化催化剂（Ni/Ce、Zri典2)，该催化剂制备方法简单、易操作、成本较低，具有一定的 应用前景。本专利技术的一种二氧化碳甲烧化催化剂（Ni/CexZri化），它由载体和活性组分组成， 其特征在于，所述载体采用姉错固溶体，它W化学通式CeyZri典2表示，所述活性组分为金 属Ni，其中，姉、错的原子摩尔比为x:(l-x)，且0<X<1，金属Ni的含量占载体质量的 10~40wt. %D 本专利技术的一种二氧化碳甲烧化催化剂（Ni/CexZriχ〇2)的制备方法，主要包含W下 步骤： a. 将一定量的硝酸儀（Ni(Ν03)2· 6&0)、硝酸姉（Ce(Ν03)3· 6&0)、硝酸错 狂r(Ν03)4· 5&0)分别加入到50ml去离子水中，Ni为活性组分，W金属元素计，配制成在 催化剂（Ni/CexZriA)中金属Ni的含量为10~40wt. %的混合溶液； b. 将步骤a配制的混合溶液移入80 °C恒溫水浴锅，W180~200转/分速度均匀揽 拌，当溫度达到80 °C时，将100ml浓度为2mol/L的碳酸锭溶液100ml倒入混合溶液中， 继续揽拌加热，溫度保持在80°C;恒溫烘干后，得到粉体； C.将步骤b烘干后的粉体在马弗炉中，W2°C/min的升溫速度，从室溫升至500°C赔 烧化；然后将上述赔烧后的粉体在25~35kN/Cm2的压强下置于钢模中挤压成型；随后经 破碎、过筛，得到粒径为40~60目的颗粒； d.将步骤C得到的颗粒在还原气体流量为30ml/min的氨气气氛中，溫度为400°C下还 原2h，制得Ni/CexZri典催化剂。 本专利技术的特点和优点如下所述： (1).本专利技术W金属硝酸盐为原料，W碳酸锭为沉淀剂，通过一步沉淀法制备了C〇2甲 烧化催化剂Ni/Ce、Zri并2(0《X《1)，在250 ~400 °C具有较高的催化活性和选择性，而 且具有高的稳定性，可W在常压下有效催化二氧化碳加氨反应，促使其变成甲烧。 (2).本专利技术的催化剂C〇2最大转化率在90%W上，CH4最大选择性为100%。 (3).本专利技术的催化剂制备方法简单、易操作、成本较低，具有一定的应用前景。【附图说明】 图1为本专利技术的实施例1-5中载体的X射线衍射图。 图2为本专利技术的实施例4中40%Ni/Cee.gZr。.A催化剂在进行C02加氨甲烧化反应 前的X射线衍射图。 图3为本专利技术的实施例1、2、4中载体负载40wt. %Ni催化剂在空速为7000ml/ g.h，溫度为250°C~400 °C反应，C〇2加氨甲烧化反应催化评价结果图。 图4为本专利技术的实施例1中40%Ni/Cec.gZrc.i〇2催化剂在300 °C，空速为28000 ml/g·h和52000ml/g·h，500小时长时间反应稳定性测试图。 图5为本专利技术的实施例3中姉错摩尔比为9:1的Cen.gZr。.A载体负载不同含量Ni 的催化剂，在空速为7000ml/g.h，250°C~400°C，C〇2加氨甲烧化反应催化评价结果图。【具体实施方式】 通过W下实施例对本专利技术进行进一步说明，但本专利技术并不仅限于本实施例。[001引 实施例1 a.称取Ce(N03)3· 6&0 3. 91g，Zr(N03)4· 5&0 0. 43g，Ni(N03)2· 6&0 5. 63g，加去离 子水50ml,揽拌至溶解配制成混合溶液。b.溶液移至80 °C水浴锅，不断揽拌，用配好的2mol/L的碳酸锭溶液100ml迅速 倒入上述混合溶液，继续揽拌到蒸干，转到马弗炉中赔烧，从室溫W2°C/min的升溫速率 升到500°C赔烧化。，载体Ce〇.9Zr。.A的X射线衍射图如图1所示，图中，姉错的氧化物形成 了固?合体Ce〇.gZr。.1〇2.。[001引C.将赔烧后的粉体在25~35kN/Cm2的压强下于钢模中挤压成型；随后经破碎、 过筛，得到粒径为40~60目的颗粒。d.得到的颗粒用流量为30ml/min的屯从室溫10 °C/min的升溫速率升溫到400 。(:，还原化后，即得到40%Ni/Ce〇.sZr。.A催化剂，如图2所示，图中，是40%Ni/Ce0.sZr。.A催 化剂在进行C〇2加氨甲烧化反应前的X射线衍射图，从图2可W看出，经过Η2还原后，催化 剂的主要成分为Cea.gZrai〇2负载儀。 为验证本专利技术的催化剂使用结果，对本专利技术的二氧化碳甲烧化（Ni/Ce,Zri化）催 化剂进行评价，其催化剂活性评价方法如下：在固定床上进行的，催化剂置于反应器恒溫区 中部，用石英砂支撑；C〇2甲烧化的实验条件：常压，溫度250°C~400°C，原料气体积空速为 7000ml/g·h~52000ml/g·h，进料气组成摩尔比为&/%=4:1，反应产物混合气体先经 过水冷凝器，初步脱水，再经填装硫酸巧的干燥管，进一步脱除生成气中剩余的水蒸气，在 反应稳定后，开始计时取样分析，净化干燥处理后气体通过GC-9800型色谱仪检测产物气 体成分 C〇2(g)+4H2(g)=CH4(g)WH2〇(g) 发生二氧化碳甲烧化反应的同时，会发生C〇2(g)+4H2(g)=CO(g)+2H2〇(g) C〇2转化率和CH4,CO的选择性通过下面公式计算：式中，而。2为C〇2的转化率，S1为产物的选择性，N表示摩尔流量，i为邸4,C0。[00川实施例1中得到的40%Ni/Cen.9Zr。.A催化剂在常压，原料气体积空速为7000 ml/ g-h时，在250°C~400°C反应，根据上述公式（1)、公式（2)计算，C02在不同溫度下的 转化率，如图3所示，300 °C反应时，C02转化率最高为92. 23%，CH4的选择性为10本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种二氧化碳甲烷化催化剂(Ni/CexZr1‑xO2)，它由载体和活性组分组成，其特征在于，所述载体采用铈锆固溶体，它以化学通式CexZr1‑xO2表示，所述活性组分为金属Ni，其中，铈、锆的原子摩尔比为x：(1‑x) ，且 0 < x < 1 ，金属Ni的含量占催化剂总质量的10～40 wt.% 。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：尚兴付，汪学广，聂望欣，邓蒂固，丁伟中，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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