一种甲烷裂解催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种甲烷裂解催化剂及其制备方法，属于甲烷裂解催化剂制备技术领域。本发明专利技术催化剂以镍铜合金纳米粒子为活性相、氧化铝为结构助剂，首先采用共沉淀法合成镍铜铝层状复合氢氧化物作为催化剂前驱体，经500℃焙烧分解形成岩盐型氧化镍‑氧化铜‑氧化铝固溶体，然后经800℃氢气还原处理原位生成高分散镍铜合金纳米粒子。本发明专利技术催化剂的镍铜合金平均晶粒尺寸为9~10 nm，具有组成均匀和组成可调的特点，对高温甲烷裂解反应表现出良好的催化性能，反应温度650℃时的碳产率可达70 克每克催化剂，可获得竹节型结构的碳纳米管。

A catalyst for methane cracking and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种甲烷裂解催化剂及其制备方法
本专利技术属于甲烷裂解催化剂制备
，具体涉及一种甲烷裂解催化剂及其制备方法。技术背景氢气是一种优质清洁燃料，可通过各种方式转化为电能和其他低污染的能源形式，不会产生环境问题。由于氢气在自然界的含量极低，工业上大规模制氢主要通过煤气化、石脑油水蒸汽重整、部分氧化或天然气水蒸气重整、自热重整或醇水蒸气重整等途径。与其他化石燃料相比，天然气是生产氢气最好的原料，其主要成分是甲烷，氢碳比含量最高。甲烷水蒸汽重整是目前世界上规模最大、最经济的制氢技术，约占世界氢气产量的50%。然而，该过程会产生大量CO、CO2副产物。CO易使燃料电池Pt电极中毒失活，而CO2是主要的温室气体之一。甲烷催化裂解是制取纯氢的一种简单、有效的方法，不仅没有COx副产物，而且生成的碳如碳纳米管（CNTs）、碳纳米纤维（CNFs）是一种良好的纳米材料，具有优异的光电性能、机械强度和表面积高等特点，有广泛的应用前景。CH4分子具有高度稳定的四面体结构，C–H键键能高达434kJ/mol。因此，C–H键断裂需要很高的活化能，是甲烷裂解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲烷裂解催化剂，其特征在于：所述催化剂是以镍铜合金纳米粒子为活性相、Al

【技术特征摘要】
1.一种甲烷裂解催化剂，其特征在于：所述催化剂是以镍铜合金纳米粒子为活性相、Al2O3为结构助剂，其中(Ni+Cu):Al摩尔比为3:1，Ni:Cu摩尔比为90:10~70:30。


2.一种如权利要求1所述的甲烷裂解催化剂的制备方法，其特征在于：采用共沉淀法合成镍铜铝层状复合氢氧化物前驱体，经焙烧分解形成岩盐型氧化镍-氧化铜-氧化铝固溶体，再经氢气程序升温还原生成镍铜合金纳米粒子，即得到甲烷裂解催化剂。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
a、镍铜铝层状复合氢氧化物的合成：在转速为800转/分钟搅拌下，将Ni(NO3)2·6H2O、Cu(NO3)2·3H2O、Al(NO3)3·9H2O混合溶液用滴液漏斗以30滴/分钟的速度逐滴加入到Na2CO3溶液，同时将沉淀剂NaOH溶液以30滴/分钟的速度缓慢滴入Na2CO3溶液；整个沉淀过程在室温下进行，维持pH=10±0.5；滴加完毕后继续搅拌1h，然后静置24h，过滤并用去离子水洗涤至pH=7±0.2，于100℃烘干12h，得到以镍铜铝氢氧化物为主体层板、碳酸根离子为插层的层状复合氢氧化物；
b、焙烧和氢气程序升温还原：将a步骤所得层状复合氢氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：李达林，施泽敏，黄敏，江莉龙，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35