一种用于生物质合成气制备绿色甲醇的催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种富氢生物质合成气制备绿色甲醇的催化剂及其制备方法和应用。所述催化剂的前体结构式为xCuO‑yZnO‑zAl<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;‑mMO，其中MO为CeO<subgt;2</subgt;、TiO<subgt;2</subgt;中的一种或两种；x、y、z、m分别为50～60％、20～30％、5～15％和5～15％。在沉淀过程中加入表面活性剂促进金属界面活性位的分散，通过催化剂碱处理脱铝提高催化剂的比表面积和孔容，增加氧空位浓度，增强合成气中CO<subgt;2</subgt;的吸附和活化以及甲醇中间体的形成和转化，从而使富氢生物质合成气中高浓度CO<subgt;2</subgt;在少量脱碳的前提下直接转化为甲醇。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术属于绿色甲醇合成领域，具体涉及一种富氢生物质合成气制备绿色甲醇的催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

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技术介绍
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1、绿色甲醇作为一种安全、高效、可再生的清洁能源，常温常压下为液态，在储运性、多功能应用和市场潜力方面展现出独特优势，安全等级等同于汽油。现阶段的甲醇生产仍主要利用煤、焦炉煤气、天然气三种传统原料。但传统工艺碳排放量大，每吨甲醇的co2排放量达到3.5吨，如果能够实现甲醇的大规模低碳、零碳生产，势必能够推动我国能源的绿色、安全发展。

2、生物质是自然界中唯一的零碳可再生资源，具有资源丰富、分布广泛等特点。农作物秸秆、畜禽粪污等生物质有机固体废弃物是地球上最有价值、最丰富的可再生资源。我国秸秆年产量8亿吨，畜禽粪污年产量30.5亿吨，但绝大部分未得到有效利用，极大地浪费了生物质资源。目前，由生物质经气化所得生物质合成气与可再生能源发电-电解水制氢耦合制取绿色甲醇(以下简称绿醇)，可实现co2近零排放，已规划或在建多套装置。然而，采用秸秆类生物质气化后所得合成气的典型组成约为45％co、33％h2、20％co本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种适用于富氢生物质合成气制备绿色甲醇的催化剂，其特征在于，所述富氢生物质合成气是生物质经催化裂解-蒸汽重整一步法耦合制取的，气体组成为65～75％H2、15～20％CO2、5～10％CO、2～5％CH4、1～3％其他烃类；所述催化剂前体的结构式为xCuO-yZnO-zAl2O3-mMO，其中MO为金属氧化物，为CeO2、TiO2中的一种或两种的混合物；所述催化剂结构式中x、y、z和m分别表示CuO、ZnO、Al2O3和金属氧化物MO的质量含量，分别为50～60％、20～30％、5～15％和5～15％；当MO为CeO2、TiO2中两种的混合物时，混合比为1：2～2：1；所述催化剂的制...

【技术特征摘要】

1.一种适用于富氢生物质合成气制备绿色甲醇的催化剂，其特征在于，所述富氢生物质合成气是生物质经催化裂解-蒸汽重整一步法耦合制取的，气体组成为65～75％h2、15～20％co2、5～10％co、2～5％ch4、1～3％其他烃类；所述催化剂前体的结构式为xcuo-yzno-zal2o3-mmo，其中mo为金属氧化物，为ceo2、tio2中的一种或两种的混合物；所述催化剂结构式中x、y、z和m分别表示cuo、zno、al2o3和金属氧化物mo的质量含量，分别为50～60％、20～30％、5～15％和5～15％；当mo为ceo2、tio2中两种的混合物时，混合比为1：2～2：1；所述催化剂的制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，步骤(1)中所述铜盐选自硝酸铜、醋酸铜或氯化铜中的一种；所述锌盐选自硝酸锌、醋酸锌或氯化锌中的一种；所述铝盐选自硝酸铝、醋酸铝或氯化铝中的一种；所述金属氧化物mo的前驱体盐选自硝酸铈、醋酸铈、钛酸丁酯、四氯化钛中的至少一种；所述溶液a中铜盐、锌盐、铝盐和金属氧化物mo前驱体盐的总浓度为0.2～1.5mol/l；所述沉淀剂选自碳酸钠和氢氧化钠的组合、碳酸钾和氢氧化钾的组合中的一种；所述溶液b中沉淀剂的浓度为0.2～1.5mol/l。

3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，步骤(2)中所述表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠等中的至少一种，其摩尔用量与所述溶液a中铜盐、锌盐、铝盐和金属氧化物mo前驱体盐的总浓度之比为1：100～1：300；所述烘干的温度和时间分别为80～120℃和10～24h。

4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，步骤(2)中所述表面活性剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新德，郭海军，彭芬，熊莲，张海荣，王璨，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：