[发明专利]一种用于二氧化碳甲烷化反应催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种镍、钌负载沸石分子筛用于二氧化碳甲烷化反应催化剂的制备方法。本发明是利用分子筛为载体，在表面均匀负载镍，钌纳米颗粒，该催化剂用于Sabatier反应。本发明也是一种有效控制镍、钌均匀分散在分子筛表面及内部孔道的方法，由该发制备的催化剂可以用于Sabatier反应。所述的方法为旋转蒸发浸渍法。该方法以沸石分子筛为载体，通过旋转浸渍法将镍，钌前驱体负载在处理过的分子筛表面，实现金属均匀分散和强相互作用，再通过负压旋蒸干燥、高温煅烧、持续升温还原，最后得到高抗烧结、抗积碳性能的催化材料。本发明具有制备工艺简单、成本较低、对环境无污染、催化效率高等优点。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，尤其涉及一种用于二氧化碳甲烷化反应催化剂的制备方法。

背景技术

为限制全球变暖这一气候现象，减少二氧化碳排放成为所有国家所面临的艰巨挑战。过去很多年里，利用CO₂生产可再生能源载体受到了大量关注。CO₂可以转变成许多合成燃料，包括甲烷，甲醇和二甲醚。将来大规模生产燃料和化学品，原料CO₂和H₂的易得性至关重要。大量CO₂可以在燃烧煤炭发电厂这些工业设施中获得，目前这种技术被称作CCU(碳捕获利用)。从空气中直接分离CO₂技术也已取得很大进步，而H₂可以通过电解水连续得到。通过Sabatier反应，H₂和CO₂可以合成甲烷，反应方程式如下：

ΔH⁰r(298K)＝-165kJ/mol

目前这个反应仅被应用在美国国家航空航天局(NASA)载人航天器密封舱内空气再生。

而这个反应伴随着副反应，生成有毒的CO。

CO₂+H₂→CO+H₂O；ΔH⁰r(298K)＝41kJ/mol

为解决这些问题，已有很多研究见诸报道，其中用作载体的有二氧化硅，α-氧化铝，二氧化钛，氧化镁，氧化锆等，起活性作用的有金属镍，铁，锆，钴，镧等。贵金属催化剂具有优异的催化性能和抗积碳性能，但价格昂贵资源有限，工业应用中受到很大限制，镍价格低廉获得容易，而催化活性与贵金属相当，因此镍基催化剂有很深工业应用潜力。在Sabatier反应中，镍有利于逆水煤气变换反应(RWGS)，钌对CO加氢反应显示出更高活性，镍钌协同作用促进二氧化碳甲烷化反应，然而对此双金属催化剂报道较少。而对于以分子筛作为载体，用于Sabatier反应催化剂报道就更少，分子筛作为载体可以提供多孔环境，使反应快速进行，且不易积碳，还能选择性的吸收反应生产的水，提高反应转化率。因此，寻找一种低成本、抗积碳、高转化率和选择性的二氧化碳甲烷化反应催化剂仍是一项艰巨工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于二氧化碳甲烷化反应催化剂的制备方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

1.一种用于二氧化碳甲烷化反应催化剂的制备方法，包括以下步骤：

a.将分子筛置于烘箱干燥待用；

b.将镍与钌的前驱盐溶于去离子水中配制成质量百分比1～20％的前驱体溶液；

c.将步骤a所得分子筛加入到步骤b所得前驱盐溶液中，超声分散，得混合悬浊液，液固质量比25～50：1；

d.将步骤c得到的悬浊液移入旋蒸瓶中，室温下旋蒸；

e.将步骤d处理过的悬浊液，旋转蒸除去离子水，再干燥后得到混合物；

f.将步骤e所得混合物空气气氛中持续升温、煅烧；