本发明专利技术涉及一种用于甲烷二氧化碳重整合成气的催化剂，所述催化剂是在MgO和MgAl2O4混合氧化物上负载活性组分金属镍，其通式表达为Ni/MgO+MgAl2O4，Ni含量占催化剂重量的3%-10%。该催化剂解决了现有催化剂存在的抗积碳能力差，制备方法复杂，催化剂造价高等问题。本发明专利技术所述的制备方法简单，合成条易控制，易于工业化，且具有催化活性高，抗积碳性能和稳定性好，成本比贵金属催化剂和镍基改性催化剂低等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于甲烷二氧化碳重整制合成气的催化剂及其制备方法，以及该催化剂在甲烷二氧化碳中的应用。
技术介绍
甲烷二氧化碳重整制合成气是目前有效利用天然气中的甲烷，并且对二氧化碳减排具有明显贡献的一条有效途径。该过程生成的合成气中H2/C0接近1，可直接作为羰基合成，F-T合成，甲醇合成的原料，并且能应用于甲烷水蒸气重整制合成气，调节产气H2/C0过高的问题。另外，由于甲烷二氧化碳重整制合成气是强吸热反应，该过程的开发有助于化学储能方面具有一定的意义。甲烷二氧化碳重整制合成气的催化剂主要是贵金属催化剂和镍基催化剂，前者价格昂贵，资源稀缺，后者易于积碳(参见CO2-Reforming of Methane over TransitionMetals Journalof Catalysis 144 (1993) 38), Ni基催化剂已因大量积碳而失活的情况下，Ru和Rh催化剂仍保持较高的催化活性，没有积碳。近年来，有人对镍基催化剂做改性来达到增强抗积碳性能的目的(姚晓红等专利，一种用于甲烷二氧化碳重整制合成气的堇青石基体催化剂及其制备方法，公开号CN102407119A和黄传敬等专利，甲烷二氧化碳重整制合成气的催化剂及其制备方法，公开号CN1280097A)，但都是在Ni基催化剂的基础上加入Co或者贵金属Pt、Pd获得较高的抗积碳性能，另外制备方法中步骤繁琐。本专利技术人发现，只以Ni为活性组分，以Mg和Al为载体，通过共沉淀方法和高温焙烧得到的Ni/Mg0+MgAl204，可以克服上述缺陷和不足。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种用于甲烷二氧化碳重整合成气的催化剂及其制备方法，以及在甲烷二氧化碳重整中的应用。本专利技术所涉及的用于甲烷二氧化碳重整合成气的催化剂，其特征在于，所述催化剂是在MgO和MgAl2O4混合氧化物上负载活性组分金属镍，其通式表达为Ni/Mg0+MgAl204，Ni含量占催化剂重量的3%-10%。本专利技术所涉及的上述催化剂的制备过程如下步骤A:按催化剂中各元素Ni、Mg和Al的配比要求，Ni含量占催化剂重量的3%-10%，Mg含量占催化剂重量的34. 3%, Al含量占催化剂重量的23. 4%，分别称取0. 297g硝酸镍、6. 734g硝酸镁和6. 063g硝酸铝一并溶于IOOml去离子水配成溶液得到溶液L ；步骤B:称取3. 426g的强碱盐溶于200ml去离子水配成溶液得到溶液M ;所述强碱盐为碳酸钠；步骤C :称取6. 251g的强碱溶于150ml去离子水配成溶液得到溶液N ;所述强碱为、氢氧化钠；步骤D :将溶液L和N缓慢滴入溶液M，保证pH值8. 5-12. 5之间，同时伴随搅拌，以共沉淀的方式生成混合氢氧化物和碳酸盐沉淀；步骤E :将沉淀物用去离子水反复抽滤洗涤5-10次，80°C干燥18h，900°C焙烧16h，获得上述催化剂。所述步骤D中共沉淀的条件包括反应溶液的温度为60°C，沉淀物老化时间为18h。所述步骤E中焙烧温度为900°C，焙烧时间为16h，使催化剂结构中出现稳定的MgAl2O4尖晶石结构，在甲烷二氧化碳重整制合成气反应中，具备较强的抗积碳性能，从而使本专利技术涉及的甲烷二氧化碳重整制合成气催化剂不仅具有高活性而且稳定性高，抗积碳性能良好的效果。上述技术方案中，所述催化剂在使用前，必须用22%H2/N2混合气还原30分钟，适宜的生产条件是原料气体体积组成为CH4/C02为1，反应温度为800°C，常压，原料气速为4000( '该催化剂是应用于甲烷二氧化碳重整反应，可以得到反应活性接近平衡转化率，寿命长，产物的H2/C0接近I。除非另有说明，本说明书中的均为重量百分比。本专利技术的有益效果在于本专利技术所提供的用于甲烷二氧化碳重整合成气的催化剂及其制备方法，解决了现有催化剂存在的抗积碳能力差，制备方法复杂，催化剂造价高等问题。本专利技术所述的制备方法简单，合成条易控制，易于工业化，且具有催化活性高，抗积碳性能和稳定性好，成本比贵金属催化剂和镍基改性催化剂低等优点。具体实施例方式下面结合具体实施方式，进一步说明本专利技术。实例I共沉淀制备本专利技术的甲烷二氧化碳重整制合成气催化剂原料先按硝酸镍的摩尔量硝酸铝的摩尔量硝酸镁的摩尔量蒸馏水的体积之比为lnmol 26nmol 16nmol IOOml的比例,将硝酸镁、硝酸镍和硝酸招加入到蒸懼水中，配成溶液L,按氢氧化钠溶液为lmol/L的标准配置200ml的氢氧化钠溶液N,按碳酸钠溶液为0.lmol/L的标准配置200ml的碳酸钠溶液M，将溶液L和N缓慢滴入溶液M，保证pH值为10，同时伴随搅拌，生成混合氢氧化物和碳酸盐沉淀；将沉淀物用去离子水反复抽滤洗涤5-10次，80°C干燥18h，900°C焙烧16h。其中共沉淀的条件包括反应溶液的温度为60°C，沉淀物老化时间为18h。考评条件用22%H2/N2混合气还原30分钟，原料气体体积组成为CH4/C02为1，反应温度为800°C，常压，原料气速为4000( '考评结果见表I表I.本专利技术的甲烷二氧化碳重整催化剂反应性能权利要求1.一种用于甲烷二氧化碳重整合成气的催化剂，其特征在于，所述催化剂是在MgO和MgAl2O4混合氧化物上负载活性组分金属镍，其通式表达为Ni/Mg0+MgAl204，Ni含量占催化剂重量的3%-10%。2.一种制备权利要求I所述催化剂的方法，其制备过程如下步骤A:按催化剂中各元素Ni、Mg和Al的配比要求，Ni含量占催化剂重量的3%-10%，Mg含量占催化剂重量的34. 3%，Al含量占催化剂重量的23. 4%，分别称取0. 297g硝酸镍、6. 734g硝酸镁和6. 063g硝酸铝一并溶于IOOml去离子水配成溶液得到溶液L ； 步骤B:称取3. 426g的强碱盐溶于200ml去离子水配成溶液得到溶液M ;所述强碱盐为碳酸钠； 步骤C :称取6. 251g的强碱溶于150ml去离子水配成溶液得到溶液N ;所述强碱为氢氧化钠； 步骤D :将溶液L和N缓慢滴入溶液M，保证pH值8. 5-12. 5之间，同时伴随搅拌，以共沉淀的方式生成混合氢氧化物和碳酸盐沉淀； 步骤E :将沉淀物用去离子水反复抽滤洗涤5-10次，80°C干燥18h，900°C焙烧16h，获得上述催化剂。3.根据权利要求2的方法，其特征在于，所述步骤D中共沉淀的条件包括反应溶液的温度为60°C，沉淀物老化时间为18h。4.根据权利要求2的方法，其特征在于，所述步骤E中焙烧温度为900°C，焙烧时间为16h5.一种根据权利要求I的催化剂在甲烷二氧化碳重整反应种的应用，所述催化剂在使用前，用22%H2/N2混合气还原30分钟，适宜的生产条件是原料气体体积组成为CH4/C02为1，反应温度为800°C，常压，原料气速为4000( '全文摘要本专利技术涉及一种用于甲烷二氧化碳重整合成气的催化剂，所述催化剂是在MgO和MgAl2O4混合氧化物上负载活性组分金属镍，其通式表达为Ni/MgO+MgAl2O4，Ni含量占催化剂重量的3%-10%。该催化剂解决了现有催化剂存在的抗积碳能力差，制备方法复杂，催化剂造价高等问题。本专利技术所述的制备方法简单，合成条易控制，易于工业化，且具有催化活性高，抗积本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于甲烷二氧化碳重整合成气的催化剂，其特征在于，所述催化剂是在MgO和MgAl2O4混合氧化物上负载活性组分金属镍，其通式表达为Ni/MgO+MgAl2O4，Ni含量占催化剂重量的3%？10%。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李文英，冯向东，冯杰，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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