本发明专利技术公开了一种镍的纳米线网络颗粒催化剂的制备方法。该方法过程包括：以三维立方体结构、网络孔孔径为３－７ｎｍ的分子筛ＫＩＴ－６为模板，向模板剂网络孔中添加硝酸镍饱和溶液，搅拌、加热，使水分完全蒸发；重复向网络孔中添加硝酸镍的过程，直至网络孔被填满为止；将孔被硝酸镍填满的模板加入马弗炉中，在空气中煅烧，冷却后，将得到的颗粒状物质置于氢气流中，在高温下还原，然后降至室温，在氧气中保持一定时间后，用氢氧化钠溶液或氨水溶液溶解模板，水洗、干燥后得到镍的纳米线网络颗粒催化剂。本发明专利技术的优点在于：该方法所制得的催化剂孔隙率在９０～９９％、比表面积达到９～１２ｍ↑［２］／克，活性、稳定性好，不易失活，易于工业化，用于天然气部分氧化制合成气具有较好的效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，属于镍金属催化剂制备
技术介绍
随着世界经济的发展，稀有金属矿产资源日益稀缺，如铑、钌、铂、钯等。由于价格低廉且对众多反应有非常好的催化作用，镍金属催化剂越来越受到人们的重视。能够以镍金属作为催化剂的反应有很多，主要包括天然气部分氧化制合成气的反应，天然气重整制合成气的反应，甲醇、乙醇水蒸汽重整反应，一氧化碳和氢气合成甲醛、甲醇等F-T合成反应，甲醇氧化反应，以及多种聚合反应。现有的镍催化剂主要有颗粒型、负载型和整体型。文献(Applied Catalysis AGeneral，2004，272157)报道了使用负载型镍催化剂，如Ni/Al2O3和Ni/TiO2，催化天然气部分氧化制合成气的反应结果。使用固定床反应器时，在高空速下负载型镍催化剂表现出很高的活性，但是极易失活，主要原因是积碳覆盖了载体上的催化剂活性中心。文献(Joumal of Catalysis，1994，1461)报道了使用镍涂层的整体型催化剂催化天然气部分氧化制合成气的反应结果。镍涂层的整体型催化剂具有与铑整体型催化剂相当的活性和选择性，但很快失活，主要原因是活性组分的烧结或流失。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种。该方法所制得的镍的纳米线网络颗粒催化剂孔隙率高、比表面积大，活性、稳定性好。为达到上述目的，本专利技术通过下述技术方案加以实现一种，其特征在于包括以下过程1.以三维立方体结构、网络孔孔径为3～7nm的分子筛KIT-6为模板，将模板放入容器中，再将硝酸镍饱和溶液缓慢加入盛有该分子筛模板的容器，溶液的滴加量达到被分子筛模板完全吸收，搅拌均匀后，在20～100℃下加热分子筛KIT-6模板，使水分完全蒸发；2.重复步骤1的过程，直至分子筛模板的网络孔被硝酸镍填满；3.将网络孔填满硝酸镍的分子筛KIT-6模板加入马弗炉中，以1～20℃/分钟的速率从20～30℃升温至400～900℃，在空气中煅烧3～12小时。冷却至20～30℃后，将得到的颗粒状物质置于流速为20～100ml/分钟的氢气流中，用外加热炉以1～5℃/分钟的速率升温至500～900℃，并保持0.5～20小时。然后降至20～30℃，在流速为20～100ml/分钟的氧气流的保护下，保持0.5～20小时。再用浓度为0.1～10mol/L的氢氧化钠溶液或浓度为0.1～10mol/L氨水溶液在20～90℃下溶解分子筛KIT-6模板，水洗、在40～120℃下干燥后得到粒径为50～500μm的镍的纳米线网络颗粒催化剂。本专利技术的优点在于该方法所制得的镍的纳米线网络颗粒催化剂孔隙率在90～99％、比表面积达到9～12m2/克，活性、稳定性好，不易失活，易于工业化，应用广泛，可以用于催化天然气部分氧化制合成气的反应，也可以用于催化天然气重整制合成气的反应，甲醇、乙醇水蒸汽重整反应，一氧化碳和氢气合成甲醛、甲醇等F-T合成反应，甲醇氧化反应，以及多种聚合反应。具体实施例方式例1将4.0克的P123(聚环氧乙烯-聚环氧丙烯-聚环氧乙烯三嵌段高分子表面活性剂)溶解在144克的蒸馏水中，加入7.9克浓度为35％(质量)的盐酸。在35℃、转速为700转/分钟的条件下搅拌0.5小时后，立刻加入4.0克正丁醇。继续搅拌1.0小时后，立刻加入8.6克正硅酸乙酯。此溶液在35℃、转速为1400转/分钟的条件下搅拌24小时。然后，将该溶液放置在一个密闭的聚丙烯容器中，在100℃下静置24小时，得到白色沉淀物，不需洗涤，直接热过滤，得到的滤饼。在100℃空气中干燥24小时，用体积比为2∶1的乙醇/盐酸混合溶液洗涤得到白色颗粒。自然干燥后将其放入马弗炉中，以10℃/分钟的速率从20℃升温至550℃，在空气中煅烧6小时，从而得到三维立方体结构、网络孔孔径为5.15nm的KIT-6分子筛10.7克。称量5克分子筛KIT-6作为模板剂，放在容器中。将15克硝酸镍溶于蒸馏水中，配成硝酸镍的饱和溶液。将6ml配制的硝酸镍饱和溶液缓慢滴加到容器中，使溶液被分子筛KIT-6完全吸收。搅拌均匀后，在70℃下加热分子筛KIT-6模板，开始时用肉眼可观察到有水蒸汽散发，等到肉眼观察不到水蒸汽时，认为水分完全蒸发。再向容器中滴加6ml硝酸镍饱和溶液，搅拌、加热并蒸发出水分。重复上述过程4次，使分子筛模板的网络孔被硝酸镍填满。将填满硝酸镍的分子筛KIT-6模板放入马弗炉中，以10℃/分钟的速率从20℃升温至550℃，在空气中煅烧8小时。冷却至20℃后，将该颗粒状物质置于流速为30ml/分钟的氢气流中，用外加热炉以5℃/分钟的速率升温至800℃，并保持2小时。然后降至20℃，在流速为30ml/分钟的氧气流中保持1小时。用浓度为4.2mol/L的氢氧化钠溶液，在90℃下溶解分子筛KIT-6模板，水洗后在100℃下干燥，得到粒径为100～120μm、孔隙率为95％、比表面积为9.8m2/克的镍的纳米线网络颗粒催化剂。例2本实施例的操作条件和过程与实施例1相同，只是改变将颗粒状物质还原后的工艺过程，具体过程如下用浓度为1.5mol/L的氨水溶液，在30℃下溶解分子筛KIT-6模板，水洗后在100℃下干燥，得到粒径为95～110μm、孔隙率为97％、比表面积为10.2m2/克的镍的纳米线网络颗粒催化剂。例3将2.0克的P123(聚环氧乙烯-聚环氧丙烯-聚环氧乙烯三嵌段高分子表面活性剂)溶解在72克的蒸馏水中，加入3.6克浓度为38％(质量)的盐酸。在35℃、转速为700转/分钟的条件下搅拌0.5小时后，立刻加入2.0克正丁醇。继续搅拌1.0小时后，立刻加入4.3克正硅酸乙酯。此溶液在35℃、转速为1400转/分钟的条件下搅拌24小时。然后，将该溶液放置在一个密闭的聚丙烯容器中，在100℃下静置24小时，得到白色沉淀物，不需洗涤，直接热过滤，得到滤饼。在100℃空气中干燥24小时，用体积比为2.2∶1的乙醇/盐酸混合溶液洗涤得到白色颗粒。自然干燥后将其放入马弗炉中，以5℃/分钟的速率从25℃升温至540℃，在空气中煅烧7小时，得到三维立方体结构、网络孔孔径为5.2nm的KIT-6分子筛5.2克。将10克硝酸镍溶于蒸馏水中，配成硝酸镍的饱和溶液。将3.5ml硝酸镍饱和溶液缓慢加入装有3克分子筛KIT-6的容器中，使溶液被分子筛模板完全吸收，搅拌均匀后，在90℃下加热分子筛KIT-6模板，开始时用肉眼可观察到有水蒸汽散发，等到肉眼观察不到水蒸汽时，认为水分完全蒸发。再向容器中滴加3.5ml硝酸镍饱和溶液，搅拌、加热并蒸发出水分。重复上述过程5次，使分子筛模板的网络孔被硝酸镍填满。将网络孔填满硝酸镍的分子筛KIT-6模板放入马弗炉中，以5℃/分钟的速率从25℃升温至540℃，在空气中煅烧10小时。冷却至25℃后，将该颗粒状物质置于流速为20ml/分钟的氢气流中，用外加热炉以3℃/分钟的速率升温至850℃，并保持4小时。然后降至25℃，在流速为20ml/分钟的氧气流中保持4小时。用浓度为3.5mol/L的氢氧化钠溶液，在95℃下溶解分子筛KIT-6模板，水洗后在100℃下干燥，得到粒径为105～125μm、孔隙率为99％、比表面积为11m2/克的镍的纳米线网络颗粒催化剂。例4本实施例的操作条件和过程与实施例3相同本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种镍的纳米线网络颗粒催化剂的制备方法，其特征在于包括以下过程：１）．以三维立方体结构、网络孔孔径为３～７ｎｍ的分子筛ＫＩＴ－６为模板，将模板放入容器中，再将硝酸镍饱和溶液缓慢加入盛有该分子筛模板的容器，溶液的滴加量达到被分子筛模板完全吸收，搅拌均匀后，在２０～１００℃下加热分子筛ＫＩＴ－６模板，使水分完全蒸发；２）．重复步骤１）的过程，直至分子筛模板的网络孔被硝酸镍填满；３）．将网络孔填满硝酸镍的分子筛ＫＩＴ－６模板加入马弗炉中，以１～２０℃／分钟的速率从２０～３０℃升温至４００～９００℃，在空气中煅烧３～１２小时，冷却至２０～３０℃后，将得到的颗粒状物质置于流速为２０～１００ｍｌ／分钟的氢气流中，用外加热炉以１～５℃／分钟的速率升温至５００～９００℃，并保持０．５～２０小时，然后降至２０～３０℃，在流速为２０～１００ｍｌ／分钟的氧气流中保持０．５～２０小时，再用浓度为０．１～１０ｍｏｌ／Ｌ的氢氧化钠溶液或浓度为０．１～１０ｍｏｌ／Ｌ氨水溶液在２０～９０℃下溶解分子筛ＫＩＴ－６模板，水洗、在４０～１２０℃下干燥后得到粒径为５０～５００μｍ的镍的纳米线网络颗粒催化剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王亚权，洪学斌，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。