一种高活性、抗积碳复合催化剂及其制备方法和在甲烷干气重整中的应用技术

本发明专利技术涉及一种高活性、抗积碳复合催化剂及其制备方法和在甲烷干气重整中的应用，属于工业催化技术领域。本发明专利技术所述的复合催化剂，为金属/金属氧化物和氮化硼复合结构，所述金属组分包括镍，所述金属氧化物组分为氧化铝或氧化铝和氧化镁的混合物。催化剂由含镍的层状双金属氢氧化物纳米片和氮化硼纳米片通过液相表面电荷驱动复合，再经过焙烧、还原得到。金属氧化物实现了对镍的分散和锚定；利用氮化硼的物理隔离作用，实现了对镍和金属氧化物的锚定，有效抑制了镍颗粒烧结；催化剂在甲烷干气重整反应中表现出优异的催化活性、抗烧结和抗积碳性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高活性、抗积碳复合催化剂及其制备方法和在甲烷干气重整中的应用
本专利技术属于工业催化
，具体涉及一种高活性、抗积碳复合催化剂及其制备方法和在甲烷干气重整中的应用。
技术介绍
甲烷(CH4)是天然气的主要组分，质量分数约为83-99％，实现甲烷的高效转化和利用是以天然气替代石油生产液体燃料或化学品的关键。甲烷干气重整反应是通过甲烷和二氧化碳反应，制得比例约为1/1的H2和CO。一方面，H2和CO是费托合成反应的原料，可以生产低碳烷烃、醇类或者油品；另外，通过大量消耗CO2这一温室气体，可以有效减缓温室效应，是一条极具工业化应用前景的反应路线。已经研究报道的甲烷干气重整催化剂主要为贵金属和过渡金属催化剂。其中镍基催化剂由于催化性能优异、储量丰富、廉价易得被广泛关注，是最具有工业前景的甲烷干气重整催化剂。然而，颗粒烧结和积碳是镍基催化剂面临的严重问题，容易导致催化剂失活、反应器堵塞。针对上述问题，过去几十年，国内外研究人员进行了大量尝试和探索。例如，使用比表面积大、孔道结构发达的载体，增加镍的分散和锚定；通过限域的策略，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高活性、抗积碳复合催化剂，其特征在于：该催化剂为金属/金属氧化物和氮化硼的复合结构；所述氮化硼为六方氮化硼；所述金属包括镍，所述金属氧化物为氧化铝或氧化铝和氧化镁的混合物；催化剂中氮化硼质量分数范围为50％-80％，金属/金属氧化物质量分数为20％-50％，镍在催化剂中的质量百分数为1wt％～15wt％。/n

【技术特征摘要】
1.一种高活性、抗积碳复合催化剂，其特征在于：该催化剂为金属/金属氧化物和氮化硼的复合结构；所述氮化硼为六方氮化硼；所述金属包括镍，所述金属氧化物为氧化铝或氧化铝和氧化镁的混合物；催化剂中氮化硼质量分数范围为50％-80％，金属/金属氧化物质量分数为20％-50％，镍在催化剂中的质量百分数为1wt％～15wt％。


2.如权利要求1所述的一种高活性、抗积碳复合催化剂，其特征在于：所述金属还包括铜、钴和铁的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的一种高活性、抗积碳复合催化剂，其特征在于：镍的粒径范围为3-10nm，平均粒径约为5-7nm。


4.一种权利要求1-3任一项所述的高活性、抗积碳复合催化剂的制备方法，其特征在于：由含镍的层状双氢氧化物纳米片和六方氮化硼纳米片通过液相表面电荷驱动复合，经过高温焙烧、还原得到。


5.根据权利要求4所述的一种高活性、抗积碳复合催化剂的制备方法，其特征在于：所述六方氮化硼与层状双氢氧化物质量比为1:2～2:1。


6.根据权利要求4或5所述的一种高活性、抗积碳复合催化剂的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
a)将金属的前驱体盐和金属氧化物的前驱体盐混合，分散于水中，通过碱溶液将pH调节为9～10，在20-40℃下沉淀30-120min，装入水热釜，100-120℃老化，得到层状双氢氧化物纳米片的水溶胶；
b)将六方氮化硼与助磨剂装入球磨罐，在高速球...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆安慧，王阳，贺雷，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21