[发明专利]一种负载型催化剂及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种负载型催化剂及其制备方法和用途，具体地说，涉及一种镍(Ni)基负载型催化剂及其制备方法和用途。

背景技术

合成气制甲烷的反应实质是一氧化碳加氢形成甲烷和水，鉴于国内外对富氢气氛中的少量的一氧化碳甲烷化过程已有许多成熟工业化催化剂，且在焦炉气以及水煤气甲烷化催化剂方面也有相关专利报道：

中国专利文献CN101185892A报道了一种Ni/ZrO₂催化剂，其可将富氢体系中的一氧化碳(CO)含量降至100ppm以下，但其不适合由含高浓度CO的合成气制备甲烷的反应体系。

中国专利文献CN101371987A揭示了一种Ni-Ru-B/ZrO₂催化剂，其可将富氢体系中CO的出口浓度降至22ppm以下，同时可以维持极低的CO₂甲烷化率。但是其仅仅适用于富氢体系(即CO的浓度要很低)，同样，其也不适用于由含高浓度CO的合成气制备甲烷的反应体系。此外，所揭示的催化剂的适用温度为210℃～250℃。

美国专利US3,787,468提供了一种Ru-WO_x及Pt-Ru-WO_x催化剂，其可以适用于CO和二氧化碳(CO₂)的甲烷化。由于该催化剂采用高含量贵金属(Ru和/或Pt)为主要活性组分为，导致该催化剂的成本大幅上升。

甲烷化过程是煤制天然气的主要反应之一，属于强放热反应，反应热可以达到合成气体热值的20％左右，强放热反应会导致反应体系的温度大幅度升高，容易导致催化剂失活。因此，研制具有良好热稳定性甲烷化催化剂，是本发明需要解决的技术问题。

发明内容

本发明一个目的在于，提供一种新型的镍基负载型催化剂，所述的镍基负载型催化剂的负载组分(或称活性组分)主要是金属镍或/和其氧化物，所述的镍基负载型催化剂的载体是介孔分子筛MCM-41；

其中，以所述镍基负载型催化剂的总重量为100％计，金属镍或/和其氧化物占2wt％～20wt％。

本发明另一个目的在于，公开一种制备上述镍基负载型催化剂的方法，所述方法的主要步骤是：在室温条件下，将介孔分子筛MCM-41浸渍于活性组分的前驱体的水溶液(如硝酸镍、硫酸镍、醋酸镍、草酸镍或氯化镍等水溶液)中，取出载有负载物的介孔分子筛MCM-41，使其依次经干燥和焙烧后，得到目标物(本发明所述的镍基负载型催化剂)。

本发明又一个目的在于，揭示一种上述镍基负载型催化剂的用途，即所述镍基负载型催化剂可作为由合成气(CO+H₂)制备甲烷反应催化剂的用途。

附图说明

图1为催化剂E的XRD图谱，

其中(a)-小角衍射的XRD图谱，(b)-广角衍射的XRD图谱。

图2为催化剂E的TEM图谱。

具体实施方式

在本发明一个优选的技术方案中，所述的镍基负载型催化剂的负载组分(或称活性组分)还包括金属钼(Mo)或/和其氧化物，以所述镍基负载型催化剂的总重量为100％计，金属钼(Mo)或/和其氧化物占0.1wt％～10wt％。

在本发明另一个优选的技术方案中，所述的镍基负载型催化剂的负载组分(或称活性组分)还包括选自稀土金属(钪、钇和镧系元素的总称)中一种或二种以上(含二种)混合物、或/和其氧化物，以所述镍基负载型催化剂的总重量为100％计，稀土金属或/和其氧化物占0.1wt％～5.0wt％；

更优选的技术方案是：所述的镍基负载型催化剂的负载组分(或称活性组分)还包括选自镧系元素中一种、或/和其氧化物(该组分含量同上)；

最佳的技术方案是：所述的镍基负载型催化剂的负载组分(或称活性组分)还包括镧或/和其氧化物(该组分含量同上)。

在本发明又一个优选的技术方案中，所述的镍基负载型催化剂的负载组分(或称活性组分)还包括选自碱土金属中一种、或/和其氧化物，以所述镍基负载型催化剂的总重量为100％计，碱土金属或/和其氧化物占0.1wt％～5.0wt％；

更优选的技术方案是：所述的镍基负载型催化剂的负载组分(或称活性组分)还包括镁(Mg)或/和其氧化物(该组分含量同上)。

此外，在本发明中用作载体的介孔分子筛MCM-41，其比表面积为600m²/g～1500m²/g，孔径为2nm～15nm。