[发明专利]纳米介孔载氧体及其制备方法

摘要

本发明公开了一种纳米介孔载氧体，由下列组份组成：20～50质量份数的蒙脱石、5～10质量份数的TiO₂、5～10质量份数的NiO、5～10质量份数的CeO₂、10～20质量份数的CaO。本发明还公开了上述载氧体的制备方法。本发明基于天然蒙脱石纳米层结构来复合多元氧化物，使载氧体纳米多孔化并达到廉价规模化工业应用。当甲烷与水蒸气进入到载氧体表面发达的介孔结构中与载氧体发生表面氧化还原重整制氢反应，同时原位吸附CO₂，制氢过程将吸热和放热反应耦合，高效、节能的制取了高纯度氢气。本发明制备过程简单、可控，成本很低。本发明不仅提高了载氧体的催化性能和热稳定性，而且环境友好。

主权项

1.一种纳米介孔载氧体，其特征在于，由下列组份组成：20～50质量份数的蒙脱石；5～10质量份数的TiO₂；5～10质量份数的NiO；5～10质量份数的CeO₂；以及10～20质量份数的CaO，制备所述纳米介孔载氧体的方法，用于甲烷化学链重整制氢，包括下列步骤：a.按照摩尔比为5～15：1～5：2～15准备乙二醇、钛酸四丁酯和硝酸，所述硝酸浓度为1.0mol/L，先将钛酸四丁酯加到乙二醇中，充分搅拌使之生成淡黄色溶液，然后将淡黄色溶液滴加所述硝酸中，剧烈搅拌生成透明的溶液，此后再用浓度为0.51mol/L的NaOH溶液调节该透明溶液的pH值，使之达到2～3，同时充分搅拌，生成新的透明溶液待用；b.取提纯的蒙脱石，用水充分浸润，向其中添加十六烷基三甲基溴化铵，其中所述蒙脱石的摩尔数为所述钛酸四丁酯摩尔数的5～20倍，十六烷基三甲基溴化铵的摩尔数为所述蒙脱石摩尔数的3～15倍，在60～80℃经充分搅拌反应12～24小时，再添加摩尔数为所述蒙脱石摩尔数的5～15倍的十二胺，经充分搅拌反应12～24小时后，将其与步骤a制得的所述新透明溶液进行混合，在60～80℃充分搅拌反应12～24小时，然后添加摩尔数为所述钛酸四丁酯摩尔数0.5～2.0倍的硝酸镍和硝酸铈铵，硝酸镍和硝酸铈铵的摩尔比为1.0～2.0，添加摩尔数为钛酸四丁酯摩尔数1.0～3.0倍的氧化钙，最后与过量的氨水在60～80℃充分搅拌反应12～24小时，反应后的溶液静置24小时进行固液分离、水洗；c.将步骤b制得的混合物在80～100℃温度下烘干，在400～500℃的温度下焙烧2～4小时，即制得所述纳米介孔载氧体。