[发明专利]一种用储氢材料对二氧化碳进行加氢的方法

说明书

本发明提供了一种用储氢材料对二氧化碳进行加氢的方法，具体是用储氢材料实现对二氧化碳的加氢制醇，具体步骤为：步骤一、将镁粉和二氧化钛粉末置于球磨罐中，再加入氧化锆磨球为研磨介质，通入氩气在氩气气氛下球磨活化；步骤二、球磨结束后关闭氩气，打开球磨罐，以铜球和铁球替换部分氧化锆磨球，再通入氢气，在氢气气氛下球磨得到储存有氢气的储氢材料；步骤三、储存有氢气的储氢材料放入反应容器中，通入二氧化碳，二氧化碳与储氢材料中的氢气反应生成低碳醇。本发明加氢方法的储氢材料原料成本低、反应活性高、使用条件温和以及低碳醇的选择性高。

技术领域

本发明涉及一种用储氢材料对二氧化碳进行加氢的方法。

背景技术

二氧化碳引起的环境污染和气候变暖是全球性的急需解决的重要问题之一，将二氧化碳加氢以制备低碳醇（C₂~C₆的醇类化合物）是近年来的研究热点。低碳醇的辛烷值较高，与汽油有良好的掺混性能，是一类清洁汽油添加剂。将二氧化碳转化为低碳醇，既能有效减低二氧化碳的排放，缓解全球温室效应，又能为解决能源危机提供切实可行的办法，实现二氧化碳的再利用。

现有的二氧化碳催化加氢催化剂大致可以分为铜基催化剂、贵金属负载催化剂和铬锌催化剂等其他类别催化剂，催化剂组成主要是活性组分（一般为过渡金属Cu、Mo、Rh、Ru等），载体（SiO₂、TiO₂等）和助剂（Fe、Co、Ce、V等），这类催化剂的反应温度通常在250~300℃，需求的氢气压强在2~3MPa，反应温度较高，需求的氢气压较大，催化剂的反应活性低，反应条件苛刻，利用此类二氧化碳催化加氢的催化剂生成的低碳醇的选择性也相对较差。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种用储氢材料对二氧化碳进行加氢的方法，具体是用储氢材料实现对二氧化碳的加氢制醇，该加氢方法的储氢材料的原料成本低、反应活性高、使用条件温和以及低碳醇的选择性高。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用储氢材料对二氧化碳进行加氢的方法，其特征在于：具体步骤为：

步骤一、将镁粉和二氧化钛粉末置于球磨罐中，再加入氧化锆磨球为研磨介质，通入氩气在氩气气氛下球磨活化；

步骤二、球磨结束后关闭氩气，打开球磨罐，以铜球和铁球替换部分氧化锆磨球，再通入氢气，在氢气气氛下球磨得到储存有氢气的储氢材料；

步骤三、将步骤二所得储存有氢气的储氢材料放入反应容器中，通入二氧化碳，反应容器加热至200~300℃，二氧化碳与储氢材料中的氢气反应生成低碳醇。

进一步的，步骤一中镁粉和二氧化钛的质量百分比为7:3~8:2。

进一步的，步骤一中的氧化锆磨球包括直径分别为3mm、6mm、10mm和20mm氧化锆磨球，所述直径为3mm、6mm、10mm和20mm氧化锆磨球的个数分别为1000、300、30和2。

进一步的，步骤二中，将1000个直径3mm的氧化锆磨球替换为1000个直径为3mm的铜球，将15~30个直径10mm的氧化锆磨球替换为15~30个直径为10mm的铁球。

进一步的，步骤一中通氩气进行球磨活化的时间为0.5~1h。

进一步的，步骤二中球磨罐中的氢气压强为1~2MPa。

进一步的，所述反应容器为连续流动固定床反应器。

进一步的，步骤一和步骤二中，球磨罐先抽真空，之后再通入氩气或氢气，抽真空和通气体反复进行多次。

进一步的，在步骤一和步骤二的球磨过程中，球磨罐中的氩气和氢气均每隔0.5h通入一次。