[发明专利]一种催化甲烷直接转化制氢的方法及其催化剂和制备方法

权利要求书

1.一种催化甲烷直接转化制氢的方法，所述方法包括使用一种复合催化剂以及在微波辐照下无氧催化甲烷直接转化制氢，所述复合催化剂为NiCoMg/(Mo₂C/SiC)-ZSM-5催化剂，即所述催化剂包括Mo₂C、SiC、ZSM-5分子筛以及金属Ni、Co和Mg。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述催化甲烷直接转化制氢的方法中反应温度为600℃～800℃，且该催化反应在无氧条件下发生。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述催化甲烷直接转化制氢的方法中反应压力为0.1～0.2MPa。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述方法，其特征在于，所述催化剂中ZSM-5分子筛的质量占整个复合催化剂质量的10～25wt％。

5.一种催化甲烷直接转化制氢的催化剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂为一种复合催化剂，所述复合催化剂为NiCoMg/(Mo₂C/SiC)-ZSM-5催化剂，即所述催化剂包括Mo₂C、SiC、ZSM-5分子筛以及金属Ni、Co和Mg；所述制备方法包括：先制备MoO₃/SiC，再制备NiCoMg/(MoO₃/SiC)-ZSM-5前驱体，最后在微波加热条件下通入甲烷将所述前驱体碳化得到所述复合催化剂NiCoMg/(Mo₂C/SiC)-ZSM-5。

6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述催化剂中ZSM-5分子筛的质量占整个复合催化剂质量的50wt％以内。

7.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述催化剂中ZSM-5分子筛的质量占整个复合催化剂质量的10～25wt％。

8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于，制备MoO₃/SiC的步骤包括使用分散在溶剂中的SiC载体和仲钼酸铵在酸性条件下浸渍、干燥和焙烧后得到；制备NiCoMg/(MoO₃/SiC)-ZSM-5前驱体的步骤包括先使得MoO₃/SiC和ZSM-5混匀得到混合物，再加入金属镍、钴和镁的盐溶液浸渍该混合物，再经干燥和焙烧得到所述前驱体；而由前驱体制备所述复合催化剂的过程中，微波加热前驱体的温度至600～900℃。

9.根据权利要求8所述制备方法，其特征在于，制备MoO₃/SiC时，分散SiC载体的溶剂为无水乙醇，制备MoO₃/SiC的步骤包括使用柠檬酸调节pH到3～4.5之间浸渍，制备MoO₃/SiC的步骤中的焙烧温度为400～600℃，焙烧时间为2小时以上；制备NiCoMg/(MoO₃/SiC)-ZSM-5前驱体的步骤中的焙烧温度为400～600℃，焙烧时间为2小时以上；而前驱体碳化制备所述复合催化剂的时间为0.5～6h。

10.根据权利要求8所述制备方法，其特征在于，金属镍、钴和镁的盐溶液选自其硝酸盐、硫酸盐和卤素盐。