【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种煤催化气化的多金属催化剂及其制备方法和用途，具体涉及一种ni-cu基煤催化气化催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、煤炭是重要的化石燃料，但传统利用方式引发环境、温室气体和资源浪费问题，需要更高效、环保的煤气化技术解决。气化技术作为煤炭清洁高效利用的核心技术，不仅对能源生产具有重要意义，还广泛用于化工、石化和其他工业应用。
2、目前在煤气化过程中都会添加金属催化剂，以提高煤气化反应的速率和产物质量。对于含氧气体的气化，整个气化反应可以用以金属氧化物为催化活性中心的氧传递过程来描述，其本质是：金属夺取气体中的氧形成金属氧化物，金属氧化物将氧传递到活性位点碳上，结合碳生成co并形成新的活性位点。为强化上述氧传递过程，所设计的金属催化剂需具备优异的催化活性，可以快速将大量的氧传递至活性位点碳上；以及优异的分散性，充分与碳原子接触，以形成更多催化活性中心。
3、其中ni基催化剂(nio)因为具有p型半导体特性，在夺取气体中的氧后，其晶格中容纳了过量的氧，随后产生了阳离子空位，因此可以迅速将氧传递至活性位点碳上，表现出优异的催化性能。此外，由于其高反应速率、良好的稳定性和较低的成本，反应结束后利用氨浸提法可以回收98％的ni，目前被认为是一种性能优异、值得深入研究的煤催化气化催化剂。然而ni基催化剂在高温条件下易硫中毒失活，并且分散性较差易发生团聚，使催化剂的活性大幅降低，故难以在工业中推广。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有的n
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
3、一种ni-cu基煤催化气化催化剂，所述催化剂包含金属镍和金属铜，其主要成分为nicuo2晶体。如图2所示，在nicuo2晶体中，铜离子和镍离子位于一个平面内，每个铜离子都与周围的氧离子通过共价键相连，形成了cu-o层。这些cu-o层之间通过镍离子(ni)连接，形成了二维的层状结构，具有较高的比表面积，提供了更多催化活性位点，使得催化剂能够与煤分子充分接触，从而加速了气化反应的碳转化率。同时硫(s)在cu-o层之间的运动会受到限制，大幅增强了其中ni的抗硫性。此外，在微观水平上均匀混合了金属镍和金属铜，分散性更好，大幅提高了催化剂的催化性能。催化剂成品粒径小于120目(<125μm)。
4、一种上述的ni-cu基煤催化气化催化剂的制备方法，所述方法为：
5、步骤一：将可溶性镍盐和可溶性铜盐混合，充分溶于去离子水中得到共沉淀前驱体混合溶液；
6、步骤二：在搅拌状态下，缓慢将步骤一得到的前驱体混合溶液与氢氧化钠溶液同时滴加到碳酸钠溶液中，形成ni、cu的氢氧化物的共沉淀，再经过滤、洗涤、脱水、烘干后得共沉淀前驱体粉末；
7、步骤三：将步骤二得到的共沉淀前驱体粉末煅烧后得到nicuo2晶体，再经研磨、过筛，最终得到ni-cu基煤催化气化催化剂，其粒径小于120目(<125μm)。
8、进一步地，步骤一中，所述可溶性镍盐为ni(no3)2、niso4或nicl2中的一种；所述可溶性铜盐为cu(no3)2、cuso4或cucl2中的一种。
9、进一步地，步骤二中，控制ni、cu、碳酸钠三者的摩尔比为10：10：1-2。
10、进一步地，步骤一中，所述可溶性镍盐和可溶性铜盐以相同摩尔量混合，所得混合溶液中ni和cu的浓度均为0.5mol/l；步骤二中，所述碳酸钠溶液的浓度为0.1mol/l。
11、进一步地，步骤二中，所述前驱体混合溶液与碳酸钠溶液的体积比为2：1，氢氧化钠实时添加来控制整个溶液的ph值保持在9-10之间。所述氢氧化钠溶液的浓度为1.5mol/l。
12、进一步地，步骤二中，沉淀过程中保持温度为80℃，沉淀时间为20-24h，沉淀过程中保持ph在9-10之间。
13、进一步地，步骤二中，过滤后用去离子水洗涤6次，用无水乙醇脱水3次，烘干温度为80℃，烘干时间为10-12h。
14、进一步地，步骤三中，所述煅烧的温度为400-500℃，时间为4-5h。
15、一种上述方法制备的ni-cu基煤催化气化催化剂在煤催化气化中的应用。
16、本专利技术相对于现有技术的有益效果为：
17、(1)本专利技术的催化剂耦合了具有较高催化活性的ni和cu，制备方法简单，与现有煤催化气化催化剂相比具有高活性、耐硫性、经济性等多个优点。
18、(2)本专利技术通过改良共沉淀法制备得到了具有较高的比表面积的nicuo2晶体，由于其层状结构，使得催化剂能够与煤分子充分接触，从而提高了气化反应的碳转化率。
19、(3)本专利技术在微观水平上均匀混合了金属镍和金属铜，分散性更好，大幅提高了催化剂的催化性能。
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1.一种Ni-Cu基煤催化气化催化剂，其特征在于：所述催化剂包含金属镍和金属铜，其主要成分为NiCuO2晶体。
2.一种权利要求1所述的Ni-Cu基煤催化气化催化剂的制备方法，其特征在于：所述方法为：
3.根据权利要求1所述的Ni-Cu基煤催化气化催化剂的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述可溶性镍盐为Ni(NO3)2、NiSO4或NiCl2中的一种；所述可溶性铜盐为Cu(NO3)2、CuSO4或CuCl2中的一种。
4.根据权利要求1所述的Ni-Cu基煤催化气化催化剂的制备方法，其特征在于：步骤二中，控制Ni、Cu、碳酸钠三者的摩尔比为10：10：1-2。
5.根据权利要求1所述的Ni-Cu基煤催化气化催化剂的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述可溶性镍盐和可溶性铜盐以相同摩尔量混合，所得混合溶液中Ni和Cu的浓度均为0.5mol/L；步骤二中，所述碳酸钠溶液的浓度为0.1mol/L。
6.根据权利要求1或5所述的Ni-Cu基煤催化气化催化剂的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述前驱体混合溶液与碳酸钠溶液的体积比为2：
7.根据权利要求1所述的Ni-Cu基煤催化气化催化剂的制备方法，其特征在于：步骤二中，沉淀过程中保持温度为80℃，沉淀时间为20-24h，沉淀过程中保持pH在9-10之间。
8.根据权利要求1所述的Ni-Cu基煤催化气化催化剂的制备方法，其特征在于：步骤二中，过滤后用去离子水洗涤6次，用无水乙醇脱水3次，烘干温度为80℃，烘干时间为10-12h。
9.根据权利要求1所述的Ni-Cu基煤催化气化催化剂的制备方法，其特征在于：步骤三中，所述煅烧的温度为400-500℃，时间为4-5h。
10.一种权利要求2-9所述方法制备的Ni-Cu基煤催化气化催化剂在煤催化气化中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种ni-cu基煤催化气化催化剂，其特征在于：所述催化剂包含金属镍和金属铜，其主要成分为nicuo2晶体。
2.一种权利要求1所述的ni-cu基煤催化气化催化剂的制备方法，其特征在于：所述方法为：
3.根据权利要求1所述的ni-cu基煤催化气化催化剂的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述可溶性镍盐为ni(no3)2、niso4或nicl2中的一种；所述可溶性铜盐为cu(no3)2、cuso4或cucl2中的一种。
4.根据权利要求1所述的ni-cu基煤催化气化催化剂的制备方法，其特征在于：步骤二中，控制ni、cu、碳酸钠三者的摩尔比为10：10：1-2。
5.根据权利要求1所述的ni-cu基煤催化气化催化剂的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述可溶性镍盐和可溶性铜盐以相同摩尔量混合，所得混合溶液中ni和cu的浓度均为0.5mol/l；步骤二中，所述碳...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘辉，李瑞志，邹一乐，吴晨瑶，刘京，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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