【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于甲烷干重整(drm)的硅酸镍分子筛催化剂的制备方法，更具体地说，涉及一种用于drm的二维硅酸镍分子筛催化剂的制备方法，其中，该催化剂通过一步水热处理制备而成，该催化剂具有大的二维外表面积，并使镍键合在表面积上，具有结构稳定性和活性。
技术介绍
1、甲烷干重整(drm)是将ch4和co2两种温室气体转化为合成气(h2和co的混合物)的反应(反应方案1)。由于drm反应是建设循环碳经济的核心技术之一，可将co2循环转化为高附加值化学品，如合成燃料、甲醇和二甲醚，从而减少碳排放，因此drm正受到环境和工业领域的关注。
2、<反应方案1>
3、ch4+co2→2co+2h2δh°298＝247kj/mol-1
4、然而，尽管drm对环境和工业具有重大影响，但由于其复杂的机理和吸热性质，很难成功地使drm的商业化。事实上，在drm中，由于布多阿尔(boudouard)反应(δh°298＝-190kjmol-1)和甲烷裂解(ch4→c+2h2,δh°298＝75kjmol-1)会产生碳沉积，以及涉及副反应，如逆水气变换反应(rwgs，δh°298＝41kjmol-1)，该副反应会降低合成气的h2/co比率。
5、因此，有必要开发一种高活性、高稳定性的催化剂，以成功使drm商业化。
6、人们对drm中使用各种过渡金属作为催化剂的可能性进行了大量研究，特别是正在开发的第viii族催化剂，包括铂(pt)、钌(ru)、铑(rh)、钯(pd)、镍(ni)和钴
7、因此，人们开始研究比贵金属便宜的过渡金属，如钨(w)、钛(ti)、钒(v)、镍(ni)、铁(fe)、铜(cu)、钼(mo)和钴(co)，以用作drm的催化剂。
8、在这些过渡金属中，由于镍比其他过渡金属相对便宜，且在甲烷的二氧化碳转化过程中具有相对较高的选择性和转化率，因此，镍被广泛用作drm的催化剂。
9、然而，当使用ni作为催化剂时，由于drm中活性金属的焦炭沉积和烧结会导致催化剂失活，因此很难长期保持催化活性。
10、因此，人们对催化剂载体进行了广泛研究，以弥补活性镍金属的上述缺陷。这是因为催化剂的催化活性和稳定性不仅会因活性金属的类型和尺寸而发生显著变化，还会因在被支撑活性金属上的载体的类型和表面积，以及它们的金属与载体之间的相互作用而发生显著变化。氧化铝通常用作催化剂载体。
11、韩国专利公开号第10-1959379号(2019年3月18日公开)涉及用于甲烷联合重整的镍基催化剂，并公开了活性金属镍(ni)、锑(sb)和钼(mo)被支撑在γ氧化铝载体上。然而，在使用γ氧化铝载体时，很难提高催化活性，因为这些活性金属不易分散，而且与反应物接触的外表面积不够大。
12、此外，韩国专利公开号第10-1487387号(2015年1月28日公开)涉及一种金属碳化物基甲烷重整催化剂的制备方法，并公开了通过包括多孔碳材料载体和活性成分(如ni和mo前驱体)来增加比表面积，可以提高催化活性。然而，该相关技术文献中的制备方法可能会由于镍团聚或镍簇的形成而导致催化活性降低。
13、因此，为了解决drm中的问题，如焦炭沉积导致催化活性降低，以及在将ni作为活性金属的同时，烧结导致ni的活性表面积减少，有必要开发一种用于drm的新型催化剂及该催化剂的制备方法，通过改变载体、ni-载体相互作用和催化剂骨架，可以提高催化剂的结构稳定性和催化活性，并延长催化剂的使用寿命。
技术实现思路
1、[技术问题]
2、本专利技术旨在提供一种用于甲烷干重整(drm)的二维硅酸镍分子筛催化剂的制备方法，该方法通过一步水热处理简化了催化剂的制备工艺，并通过一步水热处理使催化剂具有大二维外表面积，并使镍键合在该表面积上，从而提高了催化剂的结构稳定性和催化活性。
3、此外，本专利技术旨在提供一种用于drm的二维硅酸镍分子筛催化剂，其采用上述方法制备得到。
4、[技术方案]
5、本专利技术的一个方面提供了一种用于甲烷干重整(drm)的二维硅酸镍分子筛催化剂的制备方法，包括：(a)合成具有mww骨架的层状硼硅酸盐沸石前驱体[b-mww(p)]；和(b)向b-mww(p)中添加镍前驱体并进行水热处理。
6、在一种实例中，步骤(a)可包括合成si/b摩尔比为5.0至20.0的b-mww(p)。
7、在一种实例中，步骤(b)中镍前驱体的浓度可以为0.1m至5.0m。
8、在一种实例中，步骤(b)中的水热处理温度可以为100℃至200℃。
9、本专利技术的另一方面提供了一种通过上述方法制备得到的用于drm的二维硅酸镍分子筛催化剂。
10、在一种实例中，催化剂的硅/镍摩尔比可以是1.5至30。
11、在一种实例中，催化剂在700℃下的drm中对甲烷和二氧化碳的催化剂失活率小于5％。
12、[有益效果]
13、本专利技术通过对b-mww(p)和镍前驱体进行一步水热处理用镍代替硼，并对三维层状mww沸石进行分层来制备二维硅酸镍分子筛催化剂，因此可以提高工艺效率。
14、在本专利技术中，b-mww(p)中的硼在水热处理过程中被镍取代，因此镍作为活性金属可键合在mww沸石的特定位置上。当三维层状mww沸石脱层形成镍暴露在外部的二维骨架时，活性镍键合的外表面积增大，因此催化活性可显著提高。
15、本专利技术涉及一种用于甲烷干重整(drm)的硅酸镍分子筛及其制备方法。本专利技术可以通过使用镍作为活性金属来降低催化剂的费用，并将三维沸石转化为二维分子筛以增加外表面积，同时将大量活性金属键合到载体上，从而提高催化剂的稳定性和活性。
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1.一种用于甲烷干重整(DRM)的二维硅酸镍分子筛催化剂的制备方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)包括合成Si/B摩尔比为5.0至20.0的所述B-MWW(P)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(b)中所述镍前驱体的浓度为0.1M至5.0M。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(b)中的水热处理温度为100℃至200℃。
5.一种用于甲烷干重整(DRM)的二维硅酸镍分子筛催化剂，所述催化剂通过权利要求1至4中任一项所述的方法制备。
6.根据权利要求5所述的二维硅酸镍分子筛催化剂，其中，所述催化剂的Si/Ni摩尔比为1.5至30。
7.根据权利要求5所述的二维硅酸镍分子筛催化剂，其中，所述催化剂在700℃下的DRM中对甲烷和二氧化碳的催化剂失活率小于5％。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于甲烷干重整(drm)的二维硅酸镍分子筛催化剂的制备方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)包括合成si/b摩尔比为5.0至20.0的所述b-mww(p)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(b)中所述镍前驱体的浓度为0.1m至5.0m。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(b)中的水热处理温度为100...
【专利技术属性】
技术研发人员：申彩浩，朴珉范，金永于，权成俊，
申请(专利权)人：乐天化学株式会社，
类型：发明
国别省市：
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