[发明专利]一种镍基纳米复合载体除焦油催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种镍基纳米复合载体除焦油催化剂的制备方法。其中，不含助剂催化剂的制备方法如下：步骤一，得到钛酸四丁酯乙醇混合溶液；制得乙醇硝酸混合水溶液；步骤二，制得纳米TiO₂粉末；步骤三，制得到改性分子筛；步骤四，制得到γ‑Al₂O₃‑TiO₂/HZSM‑5催化剂载体；步骤五，使用饱和浸渍法将硝酸镍溶液浸渍到γ‑Al₂O₃‑TiO₂/HZSM‑5载体上，干燥过夜，105℃干燥6h，放入煅烧炉中，在400～600℃的温度下煅烧3～8h，制得NiO/γ‑Al₂O₃‑TiO₂/HZSM‑5催化剂。本发明具有提升催化剂的反应活性、抗积碳能力和使用寿命的效果。

技术领域

本发明涉及属于生物质气化气体净化技术领域，特别涉及一种镍基纳米复合载体除焦油催化剂的制备方法。

背景技术

生物质气化是利用生物质的一种重要途径之一，其将生物质通过热化学的方法转化为CO、H2、CH4等气体燃料，经过净化之后可直接进入锅炉燃烧、内燃机发电或者进一步将气体燃料深加工。焦油作为气化过程中不可避免的一种副产物，存在腐蚀设备、堵塞管道、降低燃气热值和污染环境等问题。需在利用燃气之前将焦油除去，目前除焦油的技术有：热裂解法、催化裂解法、物理过滤法、水洗法、电捕焦法等。其中物理过滤法、水洗法、电捕焦法无法从根本上转化焦油，容易造成二次污染，热裂解法则有着能耗过高的缺点，在推广上存在问题。催化裂解法能够将焦油转化为可利用的燃气，从而提高出口燃气的热值，并且焦油转化率较之其他几种方法明显提高。合成气除焦油催化剂技术成为当下的研究热点，以镍基为主要活性组分，活性三氧化二铝或者ZSM-5分子筛为载体的除焦油催化剂得到广泛应用，然而由于载体的不稳定性，活性组分失活等问题存在，高效稳定的除焦油催化剂仍在进一步完善当中。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种提升催化剂的反应活性、抗积碳能力和使用寿命的镍基纳米复合载体除焦油催化剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供的一种镍基纳米复合载体除焦油催化剂的制备方法，其中，不含助剂催化剂的制备方法如下：

步骤一，将钛酸四丁酯与无水乙醇按体积比1:2-1:6混合，搅拌均匀，得到钛酸四丁酯乙醇混合溶液；

将去离子水与无水乙醇按体积比1：1-1.5混合，加入少量硝酸，控制PH值在3-4之间，得到乙醇硝酸混合水溶液；

在室温条件下，将乙醇硝酸混合水溶液使用蠕动泵0.5-6ml/min缓慢滴加入钛酸四丁酯乙醇混合溶液，1000-2000rpm剧烈搅拌使钛酸四丁酯水解，连续搅拌3小时，得到溶胶，其中钛酸四丁酯乙醇混合溶液与乙醇硝酸混合水溶液体积比为2:1-3:1；

步骤二，将得到的溶胶在85℃下干燥24小时，形成凝胶，将凝胶置于马弗炉当中550℃煅烧1-6小时，得到纳米TiO₂粉末；

步骤三，将商品分子筛HZSM-5与碱性溶液在带有聚四氟乙烯内衬的高压釜内混合均匀，密封后在60-180℃下加热搅拌处理0.5-6h，冷却至室温，真空抽滤，使用去离子水洗涤至中性，110℃干燥过夜，得到改性分子筛；

其中所述的碱性溶液选自于NaOH、KOH、LiOH、Li₂CO₃、Na₂CO₃和K₂CO₃中的一种或者多种；

其中所述的碱性溶液浓度为0.2-6mol/L，碱性溶液与分子筛的液固比为20-250ml/g；

其中所述商品分子筛HZSM-5的硅铝比Si/Al＝25、38、50或360；