[发明专利]一种高性能二氧化碳加氢甲烷化的催化剂及制法和应用

摘要

一种高性能二氧化碳加氢甲烷化的催化剂由主要活性组分、贵金属活性组分、结构助剂、稀土助剂、载体组成，其重量百分比组成为主要活性组分45~60%，贵金属活性组分5~15%，结构助剂2~8%，稀土助剂5~15%，其余重量为载体。本发明具有良好二氧化碳甲烷化反应性能，从而有效降低甲烷化产物中氢气组分的优点。

主权项

1.一种高性能二氧化碳加氢甲烷化的催化剂，其特征在于催化剂由主要活性组分、贵金属活性组分、结构助剂、稀土助剂、载体组成，其重量百分比组成为：主要活性组分45~60%，贵金属活性组分5~15%，结构助剂2~8%，稀土助剂5~15%，其余重量为载体；所述的主要活性组分为镍和铁，其中镍占主要活性组分重量的70~95%，铁占主要活性组分重量的5~30%；所述的贵金属活性组分包括钌和铂或钯，其中钌占贵金属活性组分重量的51~99%，铂或钯占贵金属活性组分重量的1~49%；所述的结构助剂为二氧化锰；所述的稀土助剂包括氧化铈，以及氧化钐、氧化镝或氧化钬中的一种，其中氧化铈占稀土助剂重量的50~90%，氧化钐、氧化镝或氧化钬占稀土助剂重量的10~50%；所述的载体包括氧化铝和二氧化锆，其中氧化铝占载体重量的55~80%，二氧化锆占载体重量的20~45%；并由如下步骤制备：（1）采用共沉淀法制备氧化铝和二氧化锆复合载体：根据载体中氧化铝和二氧化锆的比例称取硝酸铝和硝酸氧锆，加入去离子水配制为溶液，溶液中金属离子总浓度为0.5~2mol/L，此即溶液A；用去离子水配制碳酸铵溶液，其中阳离子浓度为0.5~2mol/L，此即溶液B；将两种溶液采用并流的方式滴加入盛有去离子水的反应器中，控制反应器中的液体pH值在8~9，沉淀过程在室温及搅拌条件下进行，沉淀完成后在50~80℃水浴和搅拌条件下陈化1~3h，收集沉淀，并用去离子水将沉淀洗涤至pH值为7~7.2，将沉淀在80~120℃的温度下干燥8~20h，然后在400~600℃焙烧2~6h，得到氧化铝和二氧化锆复合载体；（2）配制浓度为0.5～1.3g/ml的主要活性组分、结构助剂、稀土助剂的可溶性盐溶液，向其中加入60~100目的载体粉末，在搅拌条件下浸渍12~24h，浸渍结束后将悬浊液于60~90℃水浴条件下加热浓缩，随后在450~650℃焙烧6~24h，焙烧后的催化剂前驱体研磨至60~100目；（3）配制浓度为0.1～0.4g/ml的贵金属活性组分的可溶性盐溶液，向其中加入步骤（2）研磨后的催化剂前驱体粉末，在搅拌条件下浸渍4~8h，浸渍结束后将悬浊液于60~90℃水浴条件下加热浓缩，随后在350~450℃焙烧6~24h，焙烧后研磨、造粒成型，随后，在固定床500~650℃用还原气进行还原6~48h，即得到催化剂。