一种含铬轻烃燃烧催化剂及制备方法技术

一种含铬轻烃燃烧催化剂及制备方法，属于催化剂技术领域。其特征是所述含铬轻烃燃烧催化剂组分质量比：Al2O3∶Cr2O3∶CeO2＝A∶B∶C或Al2O3∶CrCl3∶CeO2＝A∶B∶C，其A∶B的范围在1/0.05～1/0.5之间，C的范围在1～5％之间，Al2O3：65～95％(W/W％)，Cr2O3：5～50％(W/W％)，CrCl3：5～50％(W/W％)CeO2：0～5％(W/W％)。其制备过程是将硝酸铬或氯化铬及硝酸盐的助剂溶于水，滴加入氧化铝载体上，经过搅拌、静置、干燥，于一定温度下焙烧、冷却、研磨、压片、破碎和筛分制备而成。本发明专利技术的效果和益处是具有很好的低碳烷烃催化燃烧活性、稳定性高、制备工艺简单、原料易得、成本低廉、环境污染小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于催化剂
，涉及到。
技术介绍
随着人类社会的发展和世界各国工业化进程的加快，地球上化石燃料资源的不断减少，环境污染日益加重，能源和环保问题已受到各国政府的高度重视。石化燃料的燃烧一直是世界能源工业的支柱，但传统的火焰燃烧方式燃烧效率低下、尾气中污染物含量高。轻烃催化燃烧被视为一条高效、低排放的燃烧路线，成为各国科研与工程技术人员关注的重要课题。在轻烃的低碳烷烃中，以甲烷碳链最短，碳氢键最强，所以甲烷的燃烧温度决定了低碳烷烃整体的燃烧温度。催化燃烧催化剂分为以下几种贵金属催化剂一般采用Al2O3JiO2和SnA作为载体，添加稀土元素(La、Ce等)以提高催化剂的活性和稳定性，这一催化剂体系的主要缺点在于成本高、耐热性、抗烧结能力差。Mefania等于2009年在Journal of catalysis上报道Pd负载于Ce-^ 复合氧化物催化剂，在350°C起燃，410°C完全燃烧。钙钛矿催化剂通式为ABO3, A为较大的阳离子为十二面体结构，多采用稀土元素， 而较小的B为阳离子为六配位，多采用过渡金属元素。La被作为最常用的A位元素，B位取代对其反应活性影响更明显。对于取代元素和取代量都有较多的研究报道，普遍认为B 位元素对催化剂的氧化还原性能影响显著，致使其反应性能差别突出。L Fabbrini等利用火焰水解法(Flame hydrolysis, FH)制备 LEta9CeaiCoCVs 粉末，并将 Al2O3 与 Lei2O3 作为第二载体分别涂覆到堇青石基体上，样品表现出良好的催化活性，440°C时甲烷转化率可达到 50%。六铝酸盐催化剂通式为AAl12O19 (或AO ·6Α1203)，其中A位通常为碱金属或碱土金属，从热稳定性、低挥发性、机械强度及抗热震性能几方面考虑是最理想的甲烷高温燃烧催化剂体系，这种材料的活性较贵金属和钙铁矿材料低。MoonHee Han等在Catal. Today报道用Y-Al2O3粉末上浸渍La、Mn制备六铝酸盐，直接挤出成型制备整体型催化剂。实验表明整体型催化剂比相应的粉末活性高，调节晶格中La，Mn的比例能改善催化剂热稳定性。 除了以上介绍的常见氧化物外，还有如烧绿石、水滑石等结构的氧化物对全氧化也有较好的反应活性。中国专利CN 101四3201 B所涉及的甲烷燃烧催化剂，采用溶胶凝胶法制备出钙钛矿LaMnO. 803和烧绿石La2Sn207共存的复合氧化物催化剂，具有较好的热稳定性和反应活性，合成方法简单而成本较低廉，但是比表面积小而影响反应活性不能提高；中国专利CN 1326607 C所涉及的甲烷燃烧催化剂，采用共沉淀法，水热合成法和溶胶凝胶法制备过渡金属取代六铝酸盐催化剂，活性组分可以为铁、钴、镍、铜等取代六铝酸盐，该催化剂在高温下较稳定，且有较高的比表面积，但催化活性相对较低。与上两种催化剂相比较，我们合成的催化剂具有更大的催化剂比表面积，更高的反应活性，更低的起燃温度和更简便的合成方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。通过用浸渍法和等体积浸渍法，制备一种含铬负载型催化剂，提高催化剂的性能，解决的技术问题是在较低温度下实现轻烃的起燃和完全燃烧。本专利技术的技术方案是本专利技术所述的含铬轻烃燃烧催化剂包括下述质量分数的组分Al2O3 Cr2O3 CeO2 = A B C 或 Al2O3 CrCl3 CeO2 = A B C，其 A B 的范围在1/0. 05 1/0. 5之间，C的范围在1 5%之间，Al2O3 :65 95% (ff/ff% ), Cr2O3 5 50% (ff/ff% )，CrCl3 :5 50% (ff/ff% )，CeO2 :0 5% (ff/ff% )。本专利技术催化剂的制备采用过量浸渍法，等体积浸渍法，包括以下步骤步骤(1)将硝酸铬、硝酸铈溶解在水中，得到浓度为0. 4 lOmol/L的溶液，其中硝酸铬可由氯化铬代替；步骤⑵将步骤⑴所述的溶液滴加到Al2O3上，搅拌10-20分钟，于25°C下在空气中静置2-6小时；步骤(3):将步骤( 所得的催化剂前驱体在70-110°C下干燥12-24小时，然后降温至25°C，再以升温速率1_2°C /min升温至500-800°C焙烧4_6小时，然后自然降温至 25 °C，研磨、压片、破碎、筛分，S卩得所需催化剂。本专利技术的效果和益处是所述方法制备的一种含铬轻烃燃烧催化剂，具有很好的轻烃催化燃烧活性、稳定性高、制备工艺简单、原料易得、成本低廉、环境污染小。附图说明图1是不同前躯体制备甲烷燃烧催化剂的反应活性图。图2是不同CrCl3负载量甲烷燃烧催化剂的反应活性图。图3是30wt. % CrCl3负载量甲烷燃烧催化剂XRD谱图。图4是50wt. % CrCl3负载量甲烷燃烧催化剂XRD谱图。具体实施例方式以下结合技术方案和附图详细叙述本专利技术的具体实施方式。实施例1称取3. 6189g 的 Cr(NO3)3 · 9H20 在 25°C下溶于 3. 2ml 去离子水中，将 Cr (NO3)3 水溶液滴加入4g纳米Y-Al2O3中，形成等体积浸渍，在25°C下静置3h，70°C过夜，110°C普通干燥汕，研磨，马弗炉中500°C焙烧4h得到Cr(NO3)3/ y -Al2O3催化剂。实施例2称取2. 8148g的CrCl3 ·6Η20在25°C下溶于3. 5ml去离子水中，将CrCl3水溶液滴加入4g纳米γ -Al2O3中，形成等体积浸渍，在25°C下静置3h，70°C过夜，110°C普通干燥3h， 研磨，马弗炉中500°C焙烧4h得到CrCl3/ y -Al2O3催化剂。实施例3称取0. 5259g-5. 259g的CrCl3 · 6H20溶于2. 5_5ml去离子水，将氯化铬水溶液滴加入3g纳米γ -Al2O3中，室温静置3h，放入真空干燥箱，70°C真空干燥过夜，110°C普通干燥3h，研磨，马弗炉中500°C焙烧4h得到5% -50% CrCl3/ Y -Al2O3催化剂。实施例4称取3. 6189g 的 Cr (NO3) 3 · 9H20 和 0. 1109-0· 5545g 的 Ce (N03) 3 · 9H20 在 25°C 下溶于3. 2ml去离子水中，将Cr (NO3) 3水溶液滴加入4g纳米Y -Al2O3中，形成等体积浸渍，在 25°C下静置3h，70°C过夜，110°C普通干燥汕，研磨，马弗炉中500°C焙烧4h得到Cr(NO3)3/ Y-Al2O3催化剂。由图1.-图4.可以看出以氯化铬为前躯体，催化剂催化活性高；不同负载量中30wt. %负载量催化剂的催化活性最高；50wt. %负载量的XRD谱图中出现了明显的CrCl3晶体衍射峰，证明表面形成了 CrCl3晶体聚集，降低了表面CrCl3分散性，降低了活性。附表1.催化剂催化性能催化剂=CrCl3/γ -Al2O3> Cr2O3/ Y -Al2O3反应条件在甲烷，氧气，氮气体积比例2 8 90，空速12000ml/h · g权利要求1.一种含铬轻烃燃烧催化剂，其特征在于所述的含铬低碳烷烃燃烧催化剂包括下述质量分数的组分Al2O3 Cr2O3 = 1/0. 05 1本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种含铬轻烃燃烧催化剂，其特征在于：所述的含铬低碳烷烃燃烧催化剂包括下述质量分数的组分：Ａｌ２Ｏ３∶Ｃｒ２Ｏ３＝１／０．０５～１／０．５或Ａｌ２Ｏ３∶ＣｒＣｌ３＝１／０．０５～１／０．５；其中Ａｌ２Ｏ３质量分数是６５～９５％（Ｗ／Ｗ％）；Ｃｒ２Ｏ３质量分数是５～５０％（Ｗ／Ｗ％）；ＣｒＣｌ３质量分数是５～５０％（Ｗ／Ｗ％）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张永春，苑兴洲，张鲁湘，陈绍云，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：91