[发明专利]一种复合催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于在CO₂吸附强化甲烷水蒸气重整制氢反应中的复合催化剂，其特征在于：包括吸附组分CaO、活性组分Ni、助剂MgO和惰性组分 Al₂O₃，吸附组分CaO、活性组分Ni、助剂MgO和惰性组分Al₂O₃的物质的量比为1:0.01~0.5: 0.001~0.05:0.05~1；

所述复合催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、称取镍、镁、钙、铝的前驱体盐溶解于去离子水中配成混合金属离子盐溶液A，溶液A中钙离子的浓度为0.1~1mol/L，钙离子与镍离子、镁离子、铝离子物质的量比为1:0.01~0.5.:0.001~0.05:0.1~2；

步骤二、称取沉淀剂溶解于去离子水中得到溶液B，沉淀剂的浓度为0.1~3mol/L，其中，沉淀剂与镍离子、镁离子、铝离子、钙离子之和的物质的量比为1:0.1~1.5；

步骤三、将混合金属离子盐溶液A在搅拌状态下升温至50~150℃，迅速将溶液B加入混合金属离子盐溶液A中，在搅拌状态下反应0.5~3h；

步骤四、将步骤三得到的产物于60~120℃下老化结晶8~20h，离心收集沉淀，并采用去离子水洗涤、抽滤，至滤液呈中性为止；

步骤五、将步骤四所得沉淀物在90~150℃干燥6~24 h，在400~900℃高温焙烧3~20h得到兼具催化吸附性能的复合催化剂；

所述复合催化剂用于在CO₂吸附强化甲烷水蒸气重整制氢反应中时，使用前，需在700℃用50mL/min H₂还原1h。

2.根据权利要求1所述的用于在CO₂吸附强化甲烷水蒸气重整制氢反应中的复合催化剂，其特征在于：所述吸附组分CaO、活性组分Ni、助剂MgO和惰性组分Al₂O₃的物质的量比为1:0.2~0.3:0.01~0.03:0.1~0.2。

3.根据权利要求1所述的用于在CO₂吸附强化甲烷水蒸气重整制氢反应中的复合催化剂，其特征在于：步骤一中，镍的前驱体盐为硝酸镍、乙酸镍、硫酸镍、氯化镍中的一种，镁的前驱体盐为硝酸镁、乙酸镁、硫酸镁、氯化镁中的一种，钙的前驱体盐为硝酸钙、乙酸钙、硫酸钙、氯化钙中的一种，铝的前驱体盐为硝酸铝、乙酸铝、硫酸铝、氯化铝中的一种。

4.根据权利要求1所述的用于在CO₂吸附强化甲烷水蒸气重整制氢反应中的复合催化剂，其特征在于：步骤二中，所述的沉淀剂为碳酸钠、尿素、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种；选取两种时包括OH^- 和 CO₃ ^2-，且OH^-和CO₃ ^2-的摩尔比为1:2。

5.根据权利要求1所述的用于在CO₂吸附强化甲烷水蒸气重整制氢反应中的复合催化剂，其特征在于：所述复合催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、称取镍、镁、钙、铝的前驱体盐溶解于去离子水中配成混合金属离子盐溶液A，溶液A中钙离子的浓度为0.2~0.4mol/L，钙离子与镍离子、镁离子、铝离子物质的量比为1:0.2~0.3:0.01~0.03:0.2~0.4；

步骤二、称取沉淀剂溶解于去离子水中得到溶液B，其中，沉淀剂与镍离子、镁离子、铝离子、钙离子之和的物质的量比为1:0.5~0.7；溶液B与溶液A的体积比为1:1~1.5；

步骤三、将混合金属离子盐溶液A在搅拌状态下升温至70~80℃，迅速将溶液B加入混合金属离子盐溶液A中，在搅拌状态下反应1~1.5h；

步骤四、将步骤三得到的产物于96℃下老化结晶10h，离心收集沉淀，并采用去离子水洗涤、抽滤，至滤液呈中性为止；

步骤五、将步骤四所得沉淀物在100~120℃干燥10-15h，在700~800 ℃高温焙烧8~10h得到兼具催化吸附性能的复合催化剂。