The invention discloses a carbon dioxide and water methane catalyst, as well as a preparation method and application, which belongs to the field of chemical technology. The catalyst is mainly composed of metal and loaded nickel based catalysts. The metal monomer consists of Zn, Fe, Al, Mn, Ni, Co and Mg. The nickel base catalyst is composed of Ni/C, in which C is a carrier, containing Al2O3, SiO2, TiO2, TiO2. On the basis of the total weight of the catalyst, the mass percentage of the single metal is 20~90%, and the mass of the nickel base catalyst is 10~80%. The catalyst is prepared by soaking, sol-gel, precipitation or precipitation, and then drying, roasting and reducing the catalyst. The reaction material of the invention is carbon dioxide and water, and has wide sources and low cost. The preparation method of the catalyst is simple, easy to operate and low cost, and has certain application prospects. The catalysts are mainly used in thermal catalysis, not photocatalytic or electrocatalysis.
【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳和水制甲烷催化剂及其制备方法和应用
本专利技术属于化工
,涉及二氧化碳转化制甲烷,具体来说是提供一种用于固定床反应器中热催化二氧化碳和水制甲烷的催化新工艺及其制备方法和应用。技术背景CO2是一种主要的温室气体,近年来,随着CO2排放的增加,全球气候变暖加剧,引起了各国政府的高度重视。为了减少CO2在大气中的浓度,如何限制CO2的过量排放是一方面。另一方面如何将其快速转化也尤为重要,因此如何实现CO2的有效利用受到越来越多的研究者的关注。甲烷是一种优质、安全、高效、清洁的碳氢资源。近年来随着城镇化进程的加快及人民生活水平的提高,国内天然气生产不能完全满足市场需求,供需矛盾日益凸显,因此通过多途径,多方式发展合成天然气技术不仅可以有效地缓解我国对天然气的需求,而且具有良好的经济效益和环境效益。将CO2催化转化成CH4是CO2再利用的重要途径之一,不仅可以解决CO2的排放问题,而且可以合成新能源,实现CO2的资源化利用。传统意义上的CO2甲烷化指的是CO2直接加氢甲烷化,毎生成一分子甲烷需要消耗四分子的氢气,这样势必会消耗大量的氢气,而氢能因其清洁、高效、安全、可持续性等优点,被视为21世纪最有潜力的新能源。专利CN102091629A、CN101773833A、CN101757928A、CN101773833A等公开了这类CO2直接加氢甲烷化催化剂。目前二氧化碳和水反应制甲烷主要是通过光催化和电催化还原法来实现。这两种方法虽然取得了一定的研究进展,但仍然存在一些问题亟待解决。光催化由于量子收率低,催化效率不高;电催化需要在外加电场的条件下 ...
【技术保护点】
一种二氧化碳和水制甲烷催化剂,其特征在于所述催化剂由金属单质和负载型镍基催化剂组成;其中:金属单质为Zn, Fe, Al, Mn, Ni, Co, Mg中的一种或几种的混合,以金属元素计,金属单质在催化剂中的含量为20~90wt.%;负载型镍基催化剂组成为Ni/C,载体组分C为Al2O3, SiO2, TiO2, ZrO2, CeO2, La2O3中的一种或几种混合物,负载型镍基催化剂在催化剂中的含量为10~80wt.%。
【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳和水制甲烷催化剂,其特征在于所述催化剂由金属单质和负载型镍基催化剂组成;其中:金属单质为Zn,Fe,Al,Mn,Ni,Co,Mg中的一种或几种的混合,以金属元素计,金属单质在催化剂中的含量为20~90wt.%;负载型镍基催化剂组成为Ni/C,载体组分C为Al2O3,SiO2,TiO2,ZrO2,CeO2,La2O3中的一种或几种混合物,负载型镍基催化剂在催化剂中的含量为10~80wt.%。2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳和水制甲烷催化剂,其特征在于:它的制备过程包括如下步骤:(1)以Al2O3,SiO2,TiO2,ZrO2,CeO2,La2O3中的一种或几种的混合物,采用浸渍法制得含镍悬浮液A;(2)将含镍悬浮液A经烘干、焙烧、还原得到镍基催化剂;(3)将镍基催化剂与金属单质Zn,Fe,Al,Mn,Ni,Co,Mg中的一种或几种进行机械研磨混合。3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳和水制甲烷催化剂,其特征在于:它的制备过程包括如下步骤:(1)以硝酸铝,硝酸锆,硝酸铈,硝酸镧,硝酸镍为原料,采用碳酸钠/氢氧化钠作为沉淀剂制得含镍的沉淀物B;(2)将沉淀物B经烘干、焙烧、还原得到镍基催化剂;(3)将镍基催化剂与金属单质Zn,Fe,Al,Mn,Ni,Co,Mg中的一种或几种进行机械研磨混合。4.根据权利要求1所述的一种二氧化碳...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘勇军,邓旋,黄伟,
申请(专利权)人:太原理工大学,
类型:发明
国别省市:山西,14
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