[发明专利]纳米镍触媒及碳氧化物的氢化方法

说明书

本发明公开一种纳米镍触媒及碳氧化物的氢化方法。所述碳氧化物的氢化方法是使用所述纳米镍触媒作为碳氧化物的氢化为低碳烃类的催化剂。所述纳米镍触媒包含一镍金属本体部以及数个微结构，所述微结构连接于所述镍金属本体部的至少一表面上，并且所述微结构为尖状，具有长径比介于2‑5之间。

技术领域

本发明涉及一种纳米镍触媒及碳氧化物的氢化方法，特别是有关于一种具有尖状微结构的纳米镍触媒及利用所述纳米镍触媒的碳氧化物的氢化方法。

背景技术

由于环保问题越来越受到重视，特别是主要由二氧化碳所造成的温室效应，特别需要改善。若能提供一种可将含有二氧化碳的气体，如工厂排放的废气或烟道气等，直接转化为具有经济价值的物质，对于改善环保问题也有所助益。

传统上，为了增加触媒与反应物碰撞机会，会将触媒颗粒微小化，以增加其表面积，微粒化的触媒可适用于部分工业工艺(例如石油工业中的催化裂解反应系统)。但一般而言，由于触媒颗粒过小，使用上有其不便之处，因此对于工业化工艺，会将其造粒制成较大的触媒颗粒，常见的有球形或是圆柱形触媒。也有将触媒装填于圆管中形成一固定床反应器的方式，然而当流体通过时会造成相当大的压降，尤其当触媒颗粒愈小，流速上升时，此现象更为显著，因此必须进行加压得以使反应气体通过触媒床，故而工业上固定床反应器并不适合使用于处理流量大的废气。

故，有必要提供一种纳米镍触媒及碳氧化物的氢化方法，可以有效处理气体中的二氧化碳，以解决现有技术中所存在的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种纳米镍触媒，其表面具有特殊微结构，可增加触媒的比表面积，并且在触媒与触媒之间保持一特定距离，当数个纳米镍触媒被堆叠使用时，可在触媒彼此之间保留可让反应物流通的通道，因此可以进一步提高反应物与触媒之间的接触面积，提高反应效率及转化率。此外，本发明的纳米镍触媒，特别有利于形成触媒床，以供气体反应物的催化反应。

本发明的另一目的在于提供一种碳氧化物的氢化装置，其利用上述的纳米镍触媒填充于反应器内作为碳氧化物的氢化反应的催化剂，可将二氧化碳或一氧化碳转化为甲烷、乙烷或丙烷等低碳烃类，此外，可串联多个反应器来提高氢化反应的转化率，或者可在不同反应器内进行不同反应条件，以获得所需要的产物。

本发明的再一目的在于提供一种碳氧化物的氢化方法，利用上述的纳米镍触媒所形成的触媒床来进行二氧化碳/一氧化碳的氢化反应，以制造一氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷等具有经济效益的气体，所述碳氧化物的氢化方法具有高转化率及高产率的优点，同时亦可在常压下进行，在大量处理二氧化碳上具有其优势。

为达成前述的目的，本发明的一实施例提供一种纳米镍触媒，其包含：一镍金属本体部；以及数个微结构，连接于所述镍金属本体部的至少一表面上，其中所述微结构为尖状，并且所述微结构的长径比介于2至5之间。

在本发明的一实施例中，所述微结构包含镍金属。

在本发明的一实施例中，所述微结构由镍金属所构成。

在本发明的一实施例中，所述镍金属本体部为球形。

在本发明的一实施例中，所述镍金属本体部是多孔的、实心的或中空的。

在本发明的一实施例中，所述镍金属本体部具有一吸附孔洞体积介于0.0024至0.0062立方厘米/公克之间。

在本发明的一实施例中，所述纳米镍触媒具有一比表面积介于1.5至2.0平方米/公克之间。

在本发明的一实施例中，所述纳米镍触媒具有将二氧化碳及/或一氧化碳还原成低碳烃类的能力。

在本发明的一实施例中，所述低碳烃类选自甲烷、乙烷、丙烷与其组合所组成的群组。