本发明专利技术公开了一种三氧化二铝-镍催化复合膜，其制备过程包括多孔通孔阳极氧化铝膜预处理、镍盐水溶液的制备、镍盐饱和溶液的制备、用电化学法和热分解法在氧化铝膜内填充镍催化剂而得三氧化二铝-氧化镍复合膜，再将所得的三氧化二铝-氧化镍复合膜放入固定床反应器内，在H2:N2的体积比为10%的气氛下还原，最终得到本发明专利技术的一种三氧化二铝-镍催化复合膜。本发明专利技术的三氧化二铝-镍催化复合膜，由于镍元素高度均匀的分散在多孔通孔阳极氧化铝膜内，将其用于催化甲烷水蒸气重整制氢过程，甲烷催化转化率大于95.02%。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于催化甲烷水蒸气重整制氢的三氧化二铝-镍催化复合膜及其制备方法。
技术介绍
阳极氧化铝膜具有多孔性，比表面积大，孔的高度有序性等特点，在光学和光电元件，磁性材料，催化材料，分离，传感器等领域有着广泛的应用前景。在阳极氧化铝膜上用浸渍法和溶胶-凝胶法可制备催化膜，例如高原等制备了多孔阳极氧化铝膜，然后用溶胶-凝胶法在膜孔内填充TiO2,制备出了具有光催化活性的TiA纳米线膜。结果表明该膜用于吖啶橙的降解要比相同条件下制备的TiO2/玻璃膜的催化活性好。Lu ^iou等将平板式金属基整体氧化铝膜浸渍在硝酸镍溶液中，制备出了 Ni/ Y -A1203/合金催化剂，将Ni/ y -A1203/合金催化剂用于催化甲烷水蒸气重整制氢，研究表明Ni/ y -A1203/合金催化剂只有短暂的催化活性，主要为表面金属烧结的Ni颗粒氧化所致。本专利技术人采用电化学法在多孔通孔阳极氧化铝膜内填充催化剂，依靠离子在电场的作用下定向移动实现纳米孔内催化剂的填充，制备一种三氧化二铝-镍催化复合膜，将三氧化二铝-镍催化复合膜用于催化甲烷水蒸气重整制氢，可提高催化膜的催化性能。
技术实现思路
本专利技术为了提高用于催化甲烷水蒸气重整制氢催化膜的催化性能提出了一种三氧化二铝-镍催化复合膜及其制备方法。本专利技术的技术方案一种三氧化二铝-镍催化复合膜的制备方法，包括如下步骤(1 )、将多孔通孔阳极氧化铝膜放入纯水中，用超声波清洗，干燥，灼烧；超声波处理时间优选为5 30min ；干燥温度优选为50 100°C，时间为0. 5 釙；灼烧温度优选为800 1100°C，时间为0. 5 釙；(2)、用水溶解镍盐，制成镍的浓度为30 80g/L的镍盐溶液；所述的镍盐为硝酸镍、氯化镍、硫酸镍、硫酸镍铵、甲酸镍、醋酸镍中的一种或一种以上的镍盐的混合物，(3)、将镍盐溶于水中，制成饱和溶液；所述镍盐为硝酸镍、氯化镍、硫酸镍、硫酸镍铵、甲酸镍、醋酸镍中的一种或一种以上的镍盐的混合物；(4)、用电化学法和热分解法在氧化铝膜内填充催化剂而得三氧化二铝-氧化镍复合膜用粘结剂将步骤(1)处理的多孔通孔阳极氧化铝膜粘结在容器1的器壁上，把步骤(3) 所制得的镍盐饱和溶液装入容器1中，将步骤(2)所制得的镍盐溶液装入容器2中，再将容器1放入容器2中；所述的粘结剂为石蜡或防水胶；阴极、阳极均为镍板，阳极置于容器1中，阴极置于容器2中，在阴极、阳极上通电，控制电压2 10V，时间3 15min后取出阳极氧化铝膜，干燥，控制干燥温度为100 120°C， 时间0. 5 5h ；重复上述的粘结至干燥操作2 10次后，焙烧，灼烧温度为330 850°C，时间1 5h， 最终得到三氧化二铝-氧化镍复合膜；(5)、将上述三氧化二铝-氧化镍复合膜放入固定床反应器内，在H2:N2=10%(体积比)的气氛下还原，得到三氧化二铝-镍催化复合膜；其中还原温度为750 900°C，时间为0. 5 汕。将上述所得的三氧化二铝-镍催化复合膜用于催化甲烷水蒸气重整制氢，控制 H2OCH4N2=3:1:2.8 (体积比)，空速为 7200ml/g,温度为 800°C。本专利技术的有益效果本专利技术的一种三氧化二铝-镍催化复合膜，由于镍元素高度均勻的分散在多孔通孔阳极氧化铝膜内，使得其用于催化甲烷水蒸气重整制氢中，在控制吐0:014^2=3:1:2.8 (体积比)，空速为7200ml/g，温度为800°C条件下，三氧化二铝-镍催化复合膜的甲烷催化转化率大于 95. 02%。附图说明图1、一种三氧化二铝-镍催化复合膜的电化学法制备过程装置示意图。 具体实施例方式下面通过实施例并结合附图对本专利技术进一步阐述，但并不限制本专利技术。本专利技术实施例中所用的容器1为500mL的方型塑料烧杯，且一面开一个78mm X 48mm 的口 ；本专利技术实施例中所用的容器2为IOOOmL的敞口烧杯； 实施例1一种三氧化二铝-镍催化复合膜的制备方法，包括如下步骤(1)、将80mmX50mmX 146nm多孔通孔阳极氧化铝膜放入500mL的烧杯中，加400mL纯水中，用超声波清洗30min，取出氧化铝膜，在100°C烘箱中干燥0.证，在800 V高温炉中灼烧证，将氧化铝膜取出冷至室温；(2)、用石蜡将步骤(1)经预处理的多孔通孔阳极氧化铝膜粘结在容器1的78mmX48mm 的开口处，在上述处理的容器1中加入300mL纯水，加460gNi (NO3) 2 · 6H20,搅拌30min,制成Ni (NO3)2 · 6H20饱和溶液；(3 )、将 74. 3gNi (NO3) 2 · 6H20 放入容器 2 中，加 500mL 纯水中，搅拌至 Ni (NO3) 2 · 6H20 溶解，制成镍的浓度为30g/L的镍盐溶液；(4)、将上述装有Ni (NO3)2 · 6H20饱和溶液的容器1放入装有镍的浓度为30g/L的镍盐溶液的容器2中；阳极和阴极均为90mmX 60mmX 2mm的电解镍板，将阳极和阴极分别放入硝酸镍饱和溶液和镍的浓度为30g/L的镍盐溶液中，如图1所示，图1中1为步骤(1)处理过的多孔通孔阳极氧化铝膜；2为步骤(3)所配的镍盐溶液；3为步骤(2)所配的镍盐饱和溶液；41为阳极镍板、42为阴极镍板；5为容器1 ；6为容器2 ；在阴极、阳极上通电，电压为2V，通电15min，取出阳极氧化铝膜，在100°C烘箱中干燥证，重复粘结至干燥操作10次；将上述处理的多孔通孔阳极氧化铝膜放入330°C高温炉中灼烧证，将三氧化二铝膜中的硝酸镍转化为氧化镍，得到三氧化二铝-氧化镍复合膜；(5)、将上述三氧化二铝-氧化镍复合膜放入固定床反应器内，反应器的温度为750°C， 在Η2Α2=10%(体积比)的气氛下还原池，三氧化二铝-氧化镍复合膜转化为三氧化二铝-镍复合膜。将上述得到的三氧化二铝-镍催化复合膜用于催化甲烷水蒸气重整制氢， H20:CH4:N2=3:1:2. 8(体积比)，空速为7200ml/g，温度为800°C条件下，三氧化二铝-镍催化复合膜的甲烷催化转化率为95. 02%。实施例2(1)、将80mmX50mmX 146nm多孔通孔阳极氧化铝膜放入500mL的烧杯中，加400mL纯水中，用超声波清洗5min，取出氧化铝膜，在50°C烘箱中干燥证，在1100°C高温炉中灼烧 0.证，将氧化铝膜取出冷至室温；(2)、用防水胶将上述处理的多孔通孔阳极氧化铝膜粘结在容器1的78mmX48mm 的开口处，粘结方式如实施例1，在上述处理的容器1中加入300mL纯水，加55g Ni (CH3COO) 2 · 4H20,搅拌 30min，制成 Ni (CH3COO) 2 · 4H20 饱和溶液；(3)、将169.6g Ni (CH3COO)2 · 4H20放入IOOOmL的容器2中，加500mL纯水中，搅拌至 Ni (CH3COO)2 · 4H20溶解，制成镍的浓度为80g/L的镍盐溶液；(4)、将上述装有Ni(CH3COO)2 · 4H20饱和溶液的容器1放入装有镍的浓度为80g/L的镍盐溶液的容器2中；阳极和阴极均为90mmX60mmX2mm的电解镍板，将阳极和阴极分别放入醋酸镍饱和溶液和镍的浓度为80g/L的镍盐溶液中，在阴极、阳极上通电本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种三氧化二铝－镍催化复合膜，其特征在于该复合膜通过如下方法制备：（１）、将多孔通孔阳极氧化铝膜放入纯水中，用超声波清洗，干燥，灼烧；（２）、用水溶解镍盐，制成镍的浓度为３０～８０ｇ／Ｌ的镍盐水溶液；（３）、用水溶解镍盐，制成镍盐饱和溶液；（４）、用电化学法和热分解法在氧化铝膜内填充催化剂而得三氧化二铝－氧化镍复合膜：用粘结剂将步骤（１）处理的多孔通孔阳极氧化铝膜粘结在容器１的器壁上，把步骤（３）所制得的镍盐饱和溶液装入容器１中，将步骤（２）所制得的镍盐溶液装入容器２中，再将容器１放入容器２中；阴极、阳极均为镍板，阳极置于容器１中，阴极置于容器２中，在阴极、阳极上通电，控制电压２～１０Ｖ，时间３～１５ｍｉｎ后取出阳极氧化铝膜，干燥，控制干燥温度为１００～１２０℃，时间０．５～５ｈ；重复上述的粘结至干燥操作２～１０次后，焙烧，灼烧温度为３３０～８５０℃，时间１～５ｈ，最终得到三氧化二铝－氧化镍复合膜；（５）、将步骤（４）所得的三氧化二铝－氧化镍复合膜放入固定床反应器内，在Ｈ２：Ｎ２的体积比为１０％的气氛下还原，还原温度为７５０～９００℃，还原时间为０．５～３ｈ，最终得到三氧化二铝－镍催化复合膜。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘小珍，许路坤，王刚，
申请(专利权)人：上海应用技术学院，
类型：发明
国别省市：31
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