[发明专利]一种镍基多金属复合型催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种镍基多金属复合型催化剂及其制备方法和应用。该制备方法包括：将埃络石纳米棒、硝酸镍、硝酸铁、硝酸铈、尿素和去离子水混合加热搅拌，再经陈化、抽滤、烘干、碾碎、煅烧后，得到所述镍基多金属复合型催化剂。经实验验证，本发明的催化剂催化裂解焦油的转换率可达到95％以上，显著净化了生物质燃气，提升了燃气品质，而且抗积碳能力强，抗失活能力佳，使用寿命长。本发明制备方法简单、流程易操作。用于秸秆生物质催化热解除焦具有极高的催化活性，寿命时间长，分离回收简单。

技术领域

本发明属于催化剂制备领域，更具体地，涉及一种镍基多金属复合型催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着经济的快速发展，能源资源的消耗速度也迅速增长，而煤、石油、天然气等传统化石能源资源日益枯竭，人类迫切需要开发替代能源和可再生能源去满足能源需求，以补充和替代现有的化石能源。生物质被视为继煤炭、石油和天然气之后的第四大能源，生物质转化成为燃料的整个链条中最有效的手段就是热转化，生物质热转化技术是以生物质为原料，在高温条件下通过热化学反应将生物质转化为可燃性气体的过程。生物质热转化可将生物质原料转化为以CO和H₂为主的气体燃料，可直接转换实现燃气、热能和电能的供给。我国农业秸秆生物质储量丰富，一方面可将可再生的农业生物质转化为燃料或工业原料，供工农业使用；另一方面可避免大量的生物质资源被废弃或随意焚烧而造成环境污染，变废为宝。

近年来对生物质能的研究和应用愈来愈引起人们的关注，开发新能源和可再生能源特别是把它们转化为高品位能源，因地制宜，多种能源互补，以逐步减少和替代化石能源的使用，是保护生态环境，走经济社会可持续发展之路的重大措施。

在生物质热转化的过程中，所产生的燃气含有大量的焦油，焦油的形成不仅导致设备腐蚀堵塞，造成设备损坏，而且降低燃气热值和品质。因此除去和减少燃气中的焦油含量势在必行。传统的除焦的方法有物理喷淋、织网过滤、超高温裂解等，虽然有一定的效果，但也存在使用周期短、造价成本高等问题逐渐被取代。目前，催化热解重整是被认为除去生产过程种的焦油含量、净化燃气、提升燃气品质最有潜力的方法。而物质燃气的催化重整技术关键在于高效催化剂的制备。因此开发出一种制备方法简单、具有高气体产率及焦油转化率的催化剂势在必行。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种制备方法简单、具有高气体产率及焦油转化率的催化剂。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种镍基多金属复合型催化剂的制备方法，该制备方法包括：

将埃络石纳米棒、硝酸镍、硝酸铁、硝酸铈、尿素和去离子水混合加热搅拌，再经陈化、抽滤、烘干、碾碎、煅烧后，得到所述镍基多金属复合型催化剂。

作为本发明优选的实施方式，以埃络石纳米棒的重量为基准，硝酸镍的用量为埃络石纳米棒的20～25wt％，硝酸铁的用量为埃络石纳米棒的10～15wt％，硝酸铈的用量为埃络石纳米棒的10～15wt％，尿素的用量为埃络石纳米棒的400～500wt％。

作为本发明优选的实施方式，搅拌的转速为10～30r/s，在该转速下，制备得到的镍基多金属复合型催化剂可获得目标的均匀度；更优选为18～22r/s，在该转速下，制备得到的镍基多金属复合型催化剂的均匀度更加优异。

作为本发明优选的实施方式，煅烧的温度为600～800℃，煅烧的时间为2～2.5h。

作为本发明优选的实施方式，煅烧的温度为650～750℃。在此温度下制备得到的镍基多金属复合型催化剂具有更优异的催化性能。

作为本发明优选的实施方式，加热的温度为110～120℃，加热的时间为2～3h；陈化的时间为10～14h；烘干的温度为115～130℃。

本发明的第二方面提供由上述的制备方法制得的镍基多金属复合型催化剂。