一种甲醇重整制氢催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种甲醇重整制氢催化剂及其制备方法，所述甲醇重整制氢催化剂选用载体三氧化二铝、活性组分氧化铜和助剂制成，所述助剂为V2O5、CeO2、ZrO2、Cr2O3、Ga2O3、Y2O3、In2O3、La2O3、SnO2中的一种或多种，本发明专利技术所述的甲醇重整制氢催化剂不仅能达到温度低、耗能小、产氢效率高的效果，而且能满足未来甲醇制氢工业装置技术升级及甲醇制氢配套氢燃料电池工业化的需求。化的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种甲醇重整制氢催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种甲醇重整制氢催化剂及其制备方法，属于催化剂技术的领域。

技术介绍

[0002]随着科技的发展和人类文明的进步，当今社会正在经历由化石能源时代向可再生能源时代的转变。世界各国纷纷制定了自己的新能源发展战略和碳减排目标。相对于石油和天然气等化石能源，氢气具有环保性的优点，其燃烧后的产物是水，不污染环境，是理想的零碳燃料载体。结合目前日益成熟的燃料电池技术(如质子交换膜燃料电池和固体氧化物燃料电池)，可以为社会各领域提供绿色、清洁和稳定的电力供应，是未来社会理想的绿色能量解决方案。然而氢气的储存和输运技术尚不成熟，致使氢气的使用成本居高不下。与此同时还存在较大的安全风险。相对于氢气，甲醇作为液态燃料具有体积能量密度高、来源广泛、价格低廉、储运成本低、安全可靠等一系列优点，被称之为目前最好的新型清洁燃料。如果能够使用甲醇在应用终端实现氢气的即产即用将有望解决氢气储运难的困境，进一步推进新能源技术的推广和应用。
[0003]目前甲醇制氢主要有醇分解(MD)、甲醇部分氧化(POM)、甲醇蒸汽重整(SRM)这三种反应途径。甲醇重整制氢反应常用的催化剂是Cu基催化剂，Zn
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Cr催化剂和Pd、Pt贵金属催化剂。且一般催化剂的适用温度偏高，需要达到400℃以上，这使得以甲醇重整作为燃料电池的制氢途径会耗费大量的能源。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种甲醇重整制氢催化剂及其制备方法。本专利技术所述的甲醇重整制氢催化剂不仅能达到温度低、耗能小、产氢效率高的效果，而且能满足未来甲醇制氢工业装置技术升级及甲醇制氢配套氢燃料电池工业化的需求。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种甲醇重整制氢催化剂，按照重量组份计算，包括载体三氧化二铝70
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90份、活性组分氧化铜20
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30份和助剂10
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15份，所述助剂为V2O5、CeO2、ZrO2、Cr2O3、Ga2O3、Y2O3、In2O3、La2O3、SnO2中的一种或多种。
[0007]具体的说，前述的甲醇重整制氢催化剂中，按照重量组份计算，包括载体三氧化二铝80份、活性组分氧化铜25份和助剂12份，所述助剂为V2O5、CeO2、ZrO2、Cr2O3、Ga2O3、Y2O3、In2O3、La2O3、SnO2中的一种或多种。
[0008]前述的甲醇重整制氢催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0009]步骤1：将所述助剂分别对应的硝酸盐、硝酸铝和硝酸铜加入去离子水中，搅拌混合均匀，得到金属盐混合溶液；再加入聚氧乙烯类表面活性剂，得到A品；
[0010]步骤2：在A品中加入过量的氢氧化钠溶液，搅拌至金属离子完全沉淀，然后静置15min，得沉淀悬浊液即B品；
[0011]步骤3：将B品过滤后，获得沉淀，再将该沉淀依次经离子水洗涤、干燥和烘烤，再用
研钵将其研磨成固体小颗粒,即得。
[0012]前述的甲醇重整制氢催化剂的制备方法中，所述的步骤2中，所述B品的pH≥8。
[0013]前述的甲醇重整制氢催化剂的制备方法中，所述的步骤3中，所述干燥的温度为100
‑
160℃，干燥的时间为14
‑
24h。所述聚氧乙烯类表面活性剂的用量不大于硝酸铜、硝酸盐和硝酸铝总质量的0.4倍。
[0014]前述的甲醇重整制氢催化剂的制备方法中，所述的步骤3中，所述烘烤的温度为70
‑
90℃，烘烤时间为6
‑
8h。
[0015]前述的甲醇重整制氢催化剂的制备方法中，所述的步骤2中,所述氢氧化钠溶液的浓度为1.0
‑
3.0mol/L。
[0016]前述的甲醇重整制氢催化剂的制备方法中，所述步骤1中，搅拌的转速为2000
‑
5000r/min，搅拌的时间为10
‑
40min。
[0017]与现有技术相比，本专利技术通过以载体三氧化二铝、活性组分氧化铜制备催化剂，在此基础上加入助剂负载在了Al2O3上，制备方法工艺简单，使用该催化剂进行甲醇制氢气，在低反应温度下可达到100％转化率，能达到温度低、耗能小、产氢效率高的效果，而且本专利技术中的催化剂重整气中氢气含量高，CO选择性低，能满足未来甲醇制氢工业装置技术升级及甲醇制氢配套氢燃料电池工业化的需求。
具体实施方式：
[0018]实施例1。
[0019]一种甲醇重整制氢催化剂，包括载体三氧化二铝80g、活性组分氧化铜25g和助剂12g，所述助剂为V2O5；所述的甲醇重整制氢催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0020]步骤1：将所述助剂分别对应的硝酸盐、硝酸铝和硝酸铜加入去离子水中，搅拌混合均匀，得到金属盐混合溶液；再加入聚氧乙烯类表面活性剂，得到A品；
[0021]步骤2：在A品中加入过量的氢氧化钠溶液，搅拌至金属离子完全沉淀，然后静置15min，得沉淀悬浊液即B品；所述B品的pH≥8；
[0022]步骤3：将B品过滤后，获得沉淀，再将该沉淀依次经离子水洗涤、干燥和烘烤，再用研钵将其研磨成固体小颗粒,即得；所述干燥的温度为130℃，干燥的时间为20h。所述的步骤3中，所述烘烤的温度为80℃，烘烤时间为7h。
[0023]所述的步骤2中,所述氢氧化钠溶液的浓度为2.0mol/L。所述步骤1中，搅拌的转速为3000r/min，搅拌的时间为25min。
[0024]实施例2。
[0025]一种甲醇重整制氢催化剂，包括载体三氧化二铝70g、活性组分氧化铜20g和助剂10g，所述助剂为CeO2、ZrO2；所述的甲醇重整制氢催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0026]步骤1：将所述助剂分别对应的硝酸盐、硝酸铝和硝酸铜加入去离子水中，搅拌混合均匀，得到金属盐混合溶液；再加入聚氧乙烯类表面活性剂，得到A品；
[0027]步骤2：在A品中加入过量的氢氧化钠溶液，搅拌至金属离子完全沉淀，然后静置15min，得沉淀悬浊液即B品；所述B品的pH≥8；
[0028]步骤3：将B品过滤后，获得沉淀，再将该沉淀依次经离子水洗涤、干燥和烘烤，再用研钵将其研磨成固体小颗粒,即得；所述干燥的温度为100℃，干燥的时间为14h。所述的步
骤3中，所述烘烤的温度为70℃，烘烤时间为6h。
[0029]所述的步骤2中,所述氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L。所述步骤1中，搅拌的转速为2000r/min，搅拌的时间为10min。
[0030]实施例3。
[0031]一种甲醇重整制氢催化剂，包括载体三氧化二铝90g、活性组分氧化铜30g和助剂15g，所述助剂为Cr2O3、Ga2O3；所述的甲醇重整制氢催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0032]步骤1：将所述助剂分别对应的硝酸盐、硝酸铝和硝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲醇重整制氢催化剂，其特征在于：按照重量组份计算，包括载体三氧化二铝70
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90份、活性组分氧化铜20
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30份和助剂10
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15份，所述助剂为V2O5、CeO2、ZrO2、Cr2O3、Ga2O3、Y2O3、In2O3、La2O3、SnO2中的一种或多种。2.如权利要求1所述的甲醇重整制氢催化剂，其特征在于：按照重量组份计算，包括载体三氧化二铝80份、活性组分氧化铜25份和助剂12份，所述助剂为V2O5、CeO2、ZrO2、Cr2O3、Ga2O3、Y2O3、In2O3、La2O3、SnO2中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的甲醇重整制氢催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将所述助剂分别对应的硝酸盐、硝酸铝和硝酸铜加入去离子水中，搅拌混合均匀，得到金属盐混合溶液；再加入聚氧乙烯类表面活性剂，得到A品；步骤2：在A品中加入过量的氢氧化钠溶液，搅拌至金属离子完全沉淀，然后静置15min，得沉淀悬浊液即B品；步骤3：将B品过滤后，获...

【专利技术属性】
技术研发人员：李梦萱，井雪儿，张虹雨，张玉珂，胡圣伊凡，刘宇，
申请(专利权)人：贵州绿色产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：