镍铝尖晶石催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及化工材料技术领域，提供一种镍铝尖晶石催化剂及其制备方法。一种镍铝尖晶石催化剂的制备方法，将有机物、铝源和镍源混合后进行水热反应，然后收集水热反应产物进行焙烧得到所需的镍铝尖晶石催化剂；所述有机物为对苯二甲酸、均苯三甲酸或均苯三甲酸甲酯，所述焙烧温度为400‑600℃。该镍铝尖晶石催化剂的制备方法能得到特定的镍铝尖晶石结构，且具有制备过程简单、还原温度低的优点。本发明专利技术还提供一种镍铝尖晶石催化剂，采用上述的镍铝尖晶石催化剂的制备方法制备得到。

Nickel aluminum spinel catalyst and preparation method thereof

The invention relates to the technical field of chemical materials, and provides a nickel aluminum spinel catalyst and a preparation method thereof. A preparation method of nickel-alumina spinel catalyst is described. Organic matter, aluminum source and nickel source are mixed for hydrothermal reaction, and then the hydrothermal reaction product is collected for calcination to obtain the nickel-alumina spinel catalyst needed; the organic matter is terephthalic acid, pyromellitic acid or methyl pyromellitic acid ester, and the calcination temperature is 400_60. 0 degrees centigrade. The preparation method of the Ni-Al spinel catalyst can obtain a specific structure of Ni-Al spinel, and has the advantages of simple preparation process and low reduction temperature. The invention also provides a Ni-Al spinel catalyst, which is prepared by the preparation method of the Ni-Al spinel catalyst.

【技术实现步骤摘要】
镍铝尖晶石催化剂及其制备方法
本专利技术涉及化工材料
，尤其涉及一种镍铝尖晶石催化剂及其制备方法。
技术介绍
催化剂被广泛应用于各行各业，无论是在传统的化工、制药、生物领域，还是在经济效益的提高、清洁能源的开发与利用以及环境保护与治理方面，催化剂都有十分重要的作用。简言之，催化剂的制备及应用关乎人类的生存发展。负载型催化剂由于具有较高的活性和选择性、容易回收重复利用、稳定性好等优点，在催化领域中起着举足轻重的作用。镍金属由于在生物质催化气化、乙醇水蒸气重整、甲烷二氧化碳重整、生物油加氢、一氧化碳甲烷化、肉桂醛加氢等反应中具有较高活性且廉价易得而被广泛关注；而氧化铝由于表面活泼，形态多样，比表面积较大，被广泛用作工业催化剂的载体。因此，研究负载型镍铝催化剂的制备具有重要意义。卢雯等(载体对镍基催化剂及其甲苯水蒸气重整性能的影响.化学反应工程与工艺.2012；28:238243)指出，传统的高温镍铝催化剂还原温度较高，一般大于700℃，容易导致活性金属颗粒团聚、催化剂烧结失活，催化效率下降，使用寿命缩短。针对该问题，中国专利CN106582655A提供了一种高分散易还原负载型镍铝催化剂的制备方法，是以有机物、铝源和无机酸为原料，水热合成具有特定形貌和丰富孔道结构的金属有机骨架结构，再进一步引入镍源浸渍在所述金属有机骨架结构上，焙烧后形成以氧化铝为载体、负载氧化镍的催化剂。然而，对于镍铝尖晶石催化剂的低温制备却未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种镍铝尖晶石催化剂及其制备方法。为解决上述技术问题，专利技术采用如下所述的技术方案。一种镍铝尖晶石催化剂的制备方法，将有机物、铝源和镍源混合后进行水热反应，然后收集水热反应产物进行焙烧得到所需的镍铝尖晶石催化剂；所述有机物为对苯二甲酸、均苯三甲酸或均苯三甲酸甲酯，所述焙烧温度为400-600℃。优选地，所述收集水热反应产物为用NaHCO3的饱和水溶液将水热反应产物洗涤至中性，并用水进行抽滤，然后干燥得到待焙烧产物。优选地，所述干燥温度为60-100℃，时长为8-18h。优选地，所述焙烧为以1-2℃/min的升温速率升温至目标温度，然后恒温6-20h。优选地，所述水热反应的温度为180-300℃，时长为48-96h。优选地，所述有机物、铝源和镍源之间的摩尔比为0.5-4.5：1-12：1。优选地，所述铝源为硝酸铝、硫酸铝或氯化铝。优选地，所述镍源为硝酸镍、硫酸镍、氯化镍或醋酸镍。一种镍铝尖晶石催化剂，采用上述的镍铝尖晶石催化剂的制备方法制备得到。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种镍铝尖晶石催化剂的制备方法，能得到特定的镍铝尖晶石结构，且具有制备过程简单、还原温度低的优点。本专利技术还提供一种镍铝尖晶石催化剂，采用上述的镍铝尖晶石催化剂的制备方法制备得到，其具有特定的镍铝尖晶石结构。附图说明图1是本专利技术中实验组1-4所得催化剂样品的XRD图像；其中，a为实验组1所得催化剂样品的XRD图，b为实验组2所得催化剂样品的XRD图，c为实验组3所得催化剂样品的XRD图，d为实验组4所得催化剂样品的XRD图。图2是本专利技术中实验组1-4所得催化剂样品的紫外光谱图；其中，a为实验组1所得催化剂样品的紫外光谱图，b为实验组2所得催化剂样品的紫外光谱图，c为实验组3所得催化剂样品的紫外光谱图，d为实验组4所得催化剂样品的紫外光谱图。具体实施方式为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解专利技术的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对专利技术做进一步的阐述。实施例一一种镍铝尖晶石催化剂的制备方法，将有机物、铝源和镍源混合后进行水热反应，然后收集水热反应产物进行焙烧得到所需的镍铝尖晶石催化剂；所述有机物为对苯二甲酸、均苯三甲酸或均苯三甲酸甲酯，所述焙烧温度为400-600℃。该镍铝尖晶石催化剂的制备方法，通过一步法合成，操作简单方便；且无需高温条件，于低温下焙烧即可形成镍铝尖晶石催化剂。此外需要强调的是，在中国专利CN106582655A中所提供的一种高分散易还原负载型镍铝催化剂的制备方法，所得到的是无定型的镍铝催化剂。而本专利技术则是通过原位添加镍源，也即在水热反应时同时加入有机物、铝源和镍源，从而能得到特定的镍铝尖晶石催化剂；而且在本专利技术中无需使用无机酸。相应的，优选的水热反应产物收集方式也不同。在本专利技术中，优选地，所述收集水热反应产物为用NaHCO3的饱和水溶液将水热反应产物洗涤至中性，并用水进行抽滤，然后干燥得到待焙烧产物。所述铝源优选为可溶性无机铝盐，如硝酸铝、硫酸铝或氯化铝；所述镍源优选为可溶性无机镍盐，如硝酸镍、硫酸镍、氯化镍或醋酸镍。在一些具体实施例中，所述有机物为对苯二甲酸，所述铝源为硝酸铝，所述镍源为硝酸镍。过渡金属镍的负载量太低或太高，均会影响镍铝尖晶石结构的稳定性，在本专利技术所提供的镍铝尖晶石催化剂的制备方法中，过渡金属镍的负载量在5-40％的范围内可调，可以理解通过改变有机物、铝源和镍源之间的用量即可。在一些优选的实施例中，所述有机物、铝源和镍源之间的摩尔比为0.5-4.5：1-12：1。优选地，所述水热反应的温度为180-300℃，时长为48-96h。更好的是，所述水热反应的温度为180-250℃，在一些具体的实施例中，所述水热反应的温度为200℃、210℃、220℃或230℃。所述水热反应的时长优选为60-84h，在一些具体的实施例中，所述水热反应的时长为65h、68h、72h、78h或82h。优选地，所述干燥温度为60-100℃，时长为8-18h。优选地，所述焙烧为以1-2℃/min的升温速率升温至目标温度，然后恒温6-20h。实施例二一种镍铝尖晶石催化剂，采用实施例一中所提供的镍铝尖晶石催化剂的制备方法制备得到，其具有特定的镍铝尖晶石结构。下面提供一些实验组实验组1(1)水热合成取一个100ml的烧杯，先将48ml的水加入到烧杯中，然后加入14.0600gAl(NO3)3·9H2O，室温下充分搅拌，待溶解后再加入2.3667gNi(NO3)2·6H2O，室温下充分搅拌，待溶解后再加入3.1100g对苯二甲酸，再于室温下搅拌0.5h，然后将反应混合物倒入100mL带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，密闭状态下加热至220℃并保持72小时，降至室温，得到水热反应产物。(2)水热反应产物收集用NaHCO3的饱和水溶液将收集的水热反应产物洗涤至中性，用水进行抽滤，然后将产物放入80℃烘箱中干燥12h得到待焙烧产物。(3)焙烧将待焙烧产物放入马弗炉中，于空气气氛中，以1℃/min的升温速率升温至600℃焙烧10h，自然降温，得到催化剂样品。实验组2该实验组与实验组1的区别为：焙烧温度为500℃。实验组3该实验组与实验组1的区别为：焙烧温度为400℃。实验组4该实验组与实验组1的区别为：焙烧温度为300℃。针对实验组1-4所得催化剂样品进行表征1、X射线衍射分析对实验组1-4所得到的催化剂样品进行X射线衍射分析，得到XRD图(即图1)。图1中，a为实验组1所得催化剂样品的XRD图，b为实验组2所得催化剂样品的XRD图，c为实验组3所得催化剂样品的XRD图，d为实验组4所得催化剂样品的XRD图。从图1中可看出，a和b均在37°、45°、65.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镍铝尖晶石催化剂的制备方法，其特征在于：将有机物、铝源和镍源混合后进行水热反应，然后收集水热反应产物进行焙烧得到所需的镍铝尖晶石催化剂；所述有机物为对苯二甲酸、均苯三甲酸或均苯三甲酸甲酯，所述焙烧温度为400‑600℃。

【技术特征摘要】
1.一种镍铝尖晶石催化剂的制备方法，其特征在于：将有机物、铝源和镍源混合后进行水热反应，然后收集水热反应产物进行焙烧得到所需的镍铝尖晶石催化剂；所述有机物为对苯二甲酸、均苯三甲酸或均苯三甲酸甲酯，所述焙烧温度为400-600℃。2.如权利要求1所述的镍铝尖晶石催化剂的制备方法，其特征在于：所述收集水热反应产物为用NaHCO3的饱和水溶液将水热反应产物洗涤至中性，并用水进行抽滤，然后干燥得到待焙烧产物。3.如权利要求2所述的镍铝尖晶石催化剂的制备方法，其特征在于：所述干燥温度为60-100℃，时长为8-18h。4.如权利要求1所述的镍铝尖晶石催化剂的制备方法，其特征在于：所述焙烧为以1-2℃/min的升温...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫晓亮，卢晶军，李瑞丰，胡通，范立明，王倩倩，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14