一种Ni-CeO制造技术

本发明专利技术公开了一种Ni‑CeO

A kind of Ni CEO

【技术实现步骤摘要】
一种Ni-CeO2催化剂的制备方法
本专利技术涉及一种Ni-CeO2催化剂的制备方法，涉及化工
，具体。
技术介绍
甘油，生物柴油的副产品，具有无毒、不挥发、能量密度高等优点；每9公斤生物柴油大约生产1公斤甘油作为副产品。随着预计生物柴油产量的增加，甘油的产生将过剩，不仅导致甘油的市场价值下降，进而导致生物柴油生产成本的增加，而且对废甘油的处理提出了新的问题。因此，探索一些更明智的方法来利用这种甘油是至关重要的。一个很有希望的选择是使用甘油作为可再生能源。近年来甘油水蒸气重整制氢已然成为氢能源开发中的热点。镍基催化剂在C-C、C-H、O-H键的裂解及水煤气变换反应中具有良好的催化活性，是较好的选择。然而镍基催化剂稳定性较差，容易因烧结、积碳而失活。目前解决的方法大多是选择合适的载体来改善镍基催化剂的稳定性。目前常用的载体有碱性材料(ZnO、CaO、MgO等)、两性材料(A12O3、TiO2、CeO2等)、酸性材料(硅藻土、沸石等)、中性材料(石棉、活性炭等)，其中CeO2具有活性氧存在可抑制积碳。而CeO2的不同形貌对反应活性影响较大，其中球形CeO2性能较好。但总的来说，目前还没有找到一种稳定性及活性相对较好适合工业大规模生产的镍基催化剂。Ni-CeO2体系催化剂常规方法都是等体积浸渍后用传统马弗炉煅烧，这种方法基本上都存在煅烧温度高、时间久、稳定性极差的缺点，这也在一定程度上制约了当前催化剂在工业醇类制氢中的应用。
技术实现思路
针对现有存在的合成工序久及稳定性差的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种Ni-CeO2催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：(1)按1g/mL的比例将硝酸铈溶于去离子水中，搅拌至完全溶解得到硝酸铈溶液；然后将冰乙酸、乙二醇添加硝酸铈溶液中，搅拌均匀后置于反应釜中进行水热反应，反应完成后降至室温，然后对溶液离心，去除上清液，沉淀干燥后煅烧得到球形CeO2载体。(2)按0.3g/mL的比例将硝酸镍溶于去离子水中，搅拌至完全溶解得到硝酸镍溶液，球形CeO2载体等体积加入到硝酸镍溶液中搅拌超声处理后静置，干燥后得到固体材料。(3)将步骤(2)得到的固体材料置于微波马弗炉中于350-450℃下煅烧1-5h，降温至室温后取出，得到Ni-CeO2催化剂，其中Ni的含量为7.5％。优选的，本专利技术步骤(1)中水热反应的条件为：180℃下水热反应200min。优选的，本专利技术步骤(1)中干燥条件为：90-110℃干燥8-10h；煅烧条件为：500℃煅烧2h。优选的，本专利技术步骤(1)中所述硝酸铈溶液、冰乙酸、乙二醇的体积比为1:1:26。优选的，本专利技术步骤(2)中超声时间为：10-20mins，静置时间为：5-8h，干燥条件为：90-110℃干燥8-10h。优选的，本专利技术步骤(3)中升温速率为2℃/min，降温速率为2℃/min。将本发制备得到的Ni-CeO2催化剂应用在氢气制备中，即以甘油、水蒸气为原料，以Ni-CeO2为催化剂，将甘油水溶液气化后通入到装有催化剂的固定床反应器中，在600℃、0.3MPa下制得氢气。本专利技术与现有技术相比具有的突出效果为：(1)本专利技术采用微波直接加热煅烧使催化剂加热受热更均匀，并且合成的Ni-CeO2催化剂性能较好，为当前制备催化剂的择优选取提供了借鉴价值。(2)本专利技术采用了球形CeO2载体，暴露了更多晶面以及提高镍分散性方面显著高于非球形CeO2载体提高了反应活性。(3)本专利技术采用了球形CeO2载体载体上独特的孔道利于镍的负载抑制了反应中镍颗粒的团聚烧结，对提高稳定性起到决定性作用。(4)本专利技术所述方法制得的催化剂催化性能和稳定性好，而且制备工序简单，能耗低。(5)本专利技术制备的催化剂同样适用于其它制氢的反应中，真正实现了催化剂的多领域应用。附图说明图1是微波制备的Ni-CeO2-W催化剂和传统煅烧法制备的Ni-CeO2-C催化剂在反应温度600℃的甘油转化率稳定性对比图。图2是微波制备的Ni-CeO2-W催化剂和传统煅烧法制备的Ni-CeO2-C催化剂在反应温度600℃的氢气选择性稳定性对比图。图3是对比实施例1中7.5Ni-CeO2-P-450-5在600℃下的寿命图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。实施例1一种制备1g7.5Ni-CeO2-450-5催化剂(7.5表示催化剂中Ni百分含量为7.5％，450表示微波煅烧温度为450℃,5表示微波煅烧时间为5h，后面同上)的方法，具体包括以下步骤：(1)称取4g硝酸铈置于烧杯中，加入4mL去离子水搅拌混合均匀后得到硝酸铈溶液，将4ml冰乙酸，104ml乙二醇混合液倒入上述烧杯搅拌均匀；将混合液置于反应釜内180℃下水热反应200min，反应完成后降至室温，然后对溶液离心，去除上清液，沉淀90℃干燥10h，500℃煅烧2h得到球形CeO2载体。(2)称取0.4g硝酸镍溶于1.3ml去离子水中，搅拌至完全溶解得到硝酸镍溶液，后加入1g球形CeO2搅拌均匀(等体积浸渍)，后于100℃干燥10h得到固体材料。(3)将材料放在微波马弗炉中，以2℃/min的升温速率升温至450℃，在微波下煅烧5h，以2℃/min降温速率降温至室温，得到催化剂7.5Ni-CeO2-450-5。使用7.5Ni-CeO2-450-5催化剂催化制备氢气：稳定性测试反应在固定床反应器中进行，催化剂用量200mg，水和乙醇摩尔比为6:1，将乙醇水溶液气化后通入到装有催化剂的固定床反应器中，流速为60mL/min，GHSV＝28500h-1，比较本实施例7.5Ni-CeO2-450-5-W催化剂和7.5Ni-CeO2-450-5-C催化剂(传统煅烧法)在反应温度为600℃下的稳定性；氢气选择性＝氢气摩尔流量/(氢气摩尔流量+含碳化合物摩尔流量)。结果见图1、2，在相同的实验条件下，两种催化剂均能在600℃就实现甘油100％转化，其中本实施例7.5Ni-CeO2-450-5-W催化剂在与传统煅烧法制备的7.5Ni-CeO2-450-5-C相同煅烧温度及时间的情况下，甘油转化率、氢气选择性稳定性显著优于传统煅烧法制备的7.5Ni-CeO2-450-5-C催化剂。实施例2一种制备1g7.5Ni-CeO2-350-5催化剂的方法，具体包括以下步骤：(1)称取4g硝酸铈置于烧杯中，加入4mL去离子水搅拌混合均匀后得到硝酸铈溶液，将4ml冰乙酸，104ml乙二醇混合液倒入上述烧杯搅拌均匀；将混合液置于反应釜内180℃下水热反应200min，反应完成后降至室温，然后对溶液离心，去除上清液，沉淀110℃干燥8h，500℃煅烧2h得到球形CeO2载体。(2)称取0.4g硝酸镍溶于1.3ml去离子水中，搅拌至完全溶解得到硝酸镍溶液，1g球形CeO2载体等体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Ni-CeO

【技术特征摘要】
1.一种Ni-CeO2催化剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)按1g/mL的比例将硝酸铈溶于去离子水中，搅拌至完全溶解得到硝酸铈溶液；然后将冰乙酸、乙二醇添加硝酸铈溶液中，搅拌均匀后置于反应釜中进行水热反应，反应完成后降至室温，然后对溶液离心，去除上清液，沉淀干燥后煅烧得到球形CeO2载体；
(2)按0.3g/mL的比例将硝酸镍溶于去离子水中，搅拌至完全溶解得到硝酸镍溶液，球形CeO2载体等体积加入到硝酸镍溶液中搅拌超声处理后静置，干燥后得到固体材料；
(3)将步骤(2)得到的固体材料置于微波马弗炉中于350-450℃下煅烧1-5h，降温至室温后取出，得到Ni-CeO2催化剂，其中Ni的含量为7.5％。


2.根据权利要求1所述Ni-CeO2催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗永明，赵燚，王云珠，泮子恒，朱松山，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53