[发明专利]一种镍基甲烷二氧化碳重整催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种一种镍基甲烷二氧化碳重整催化剂的制备方法，包括如下步骤：（1）将Ce(NO₃)₃·6H₂O、Ni(NO₃)₂·6H₂O和甘氨酸混合，并加入去离子水，搅拌均匀后得到硝酸盐溶液；（2）向硝酸盐溶液中加入硅溶胶，搅拌均匀后得到母液；（3）将母液加热蒸干至样品发生燃烧反应；（4）将燃烧后得到的产物煅烧后得到所述镍基甲烷二氧化碳重整催化剂。本发明通过溶液燃烧法将NiO和CeO₂负载在SiO₂载体上，制备出高分散的Ni‑CeO₂/SiO₂催化剂，同时具有良好的甲烷二氧化碳重整活性、稳定性及抗积碳能力。

技术领域

本发明涉及催化剂制备技术领域，尤其是涉及一种镍基甲烷二氧化碳重整催化剂的制备方法。

背景技术

甲烷二氧化碳重整反应(CO₂+CH₄＝2CO+2H₂)可以将二氧化碳与甲烷这两种典型的温室气体转化为合成气(CO和H₂)，合成气作为化工原料，在化学工业上用途广泛，因此甲烷二氧化碳重整反应的研究近年来备受关注。研制高活性、高选择性和高稳定性的催化剂是甲烷二氧化碳重整反应实现工业应用的关键因素之一。

甲烷二氧化碳重整过程中，催化剂主要有以贵重金属(Pd、Pt、Rh、Ru、Ir)为活性中心和以非贵重金属(Fe、Co、Ni)为活性中心两类催化剂。贵金属催化剂具有较高的活性和抗积碳性能，但贵金属资源有限、价格昂贵，无法大规模工业化使用。非贵金属催化剂中，Ni的活性高，成本低，因此镍基催化剂的使用最为广泛。然而，镍催化剂在反应过程中容易积碳和烧结，造成催化剂失活以及堵塞反应器的问题，因此目前镍基甲烷二氧化碳重整催化剂亟需解决的问题是如何提高催化剂的稳定性和抗积碳能力。

现有技术中一般通过浸渍法或固相研磨法制备高分散度、具有较小粒径的镍基催化剂，以提高催化剂的抗积碳能力。例如，在中国专利文献上公开的“一种快速制备高分散镍基甲烷二氧化碳重整催化剂的制备方法”，其公开号CN106000444A，该催化剂以具有高比表面积和有序介孔孔道的耐高温的介孔材料为载体，通过固相研磨法，使镍前驱体盐均匀分散在未脱模板的介孔材料载体表面，得到高分散活性组分的镍催化剂。

但较小的镍粒径容易导致催化剂在高温反应中烧结失活，因此现有技术中的高分散度镍基催化剂在高温下的活性较低，导致甲烷和二氧化碳的转化率低。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中一般通过浸渍法或固相研磨法制备高分散度、具有较小粒径的镍基催化剂，以提高甲烷二氧化碳重整催化剂的抗积碳能力，但较小的镍粒径容易导致催化剂在高温反应中烧结失活，因此现有技术中的高分散度镍基催化剂在高温下的活性较低，导致甲烷和二氧化碳的转化率低的问题，提供一种镍基甲烷二氧化碳重整催化剂的制备方法，通过溶液燃烧法将NiO和CeO₂负载在SiO₂载体上，制备出高分散的Ni-CeO₂/SiO₂催化剂，同时具有良好的甲烷二氧化碳重整活性、稳定性及抗积碳能力。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种镍基甲烷二氧化碳重整催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将Ce(NO₃)₃·6H₂O、Ni(NO₃)₂·6H₂O和甘氨酸混合，并加入去离子水，搅拌均匀后得到硝酸盐溶液；

(2)向硝酸盐溶液中加入硅溶胶，搅拌均匀后得到母液；

(3)将母液加热蒸干至样品发生燃烧反应；