[发明专利]一种用于生物质热解制富氢催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于生物质热解制富氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：（1）、将硝酸镍与氯化锌溶于去离子水，并加入2mol/l的尿素溶液，将所得溶液在80℃下搅拌12h，后经过滤得到浆液；（2）、将上述所得浆液放入烘箱，在100℃~120℃下烘至绝干，得到固体；（3）、将所得固体送入管式炉，以氮气为载气在500℃~800℃焙烧，焙烧完毕后冷却至室温，得到固体即为催化剂。本发明制备的催化剂镍分布均匀、比表面积大；生物质热解过程中，在总产气量、氢选择性和H₂/CO摩尔比方面表现出较高的稳定性、较低的焦炭沉积量和较高的催化性能，能提高生物质热解制氢的转化率和氢气的收率。

技术领域

本发明涉及一种用于生物质热解制富氢催化剂的制备方法，属于生物质能源领域。

背景技术

我国能源以化石能源为主，化石燃料导致了在能源安全，也是造成环境污染和碳排放最大的源头。因此，可再生替代能源或先进的清洁能源技术的发展已被广泛关注。生物质（特别是农业和林业废物）因其量大、可再生性、碳中和和、低污染等而被认为是未来能源系统的战略选择。热解、气化等热化学技术为生物质的高效和清洁利用提供了绿色和可持续的途径。所得到气体产品，被称为合成气(H₂、CO、CH₄)，可用于供热，发电（通过燃料电池）或合成各种高附加值的化学物质。然而通过气化/热解在生物质直接转化过程中，焦油和其他气体成分通常伴随合成气产生，这会降低气体生产效率，堵塞下游管道，严重影响工艺系统的安全。

有许多研究者，采用费托合成对合成气进行提质，但是由于生物质原料的低烃比，热解或气化得到的合成气的H₂/CO比不能满足费托合成的要求。因此，采用催化剂来促进焦油的分解和增强氢的产生是研究的一个方向。

许多学者开发了高裂解活性的镍基催化剂，有利于水热反应，与贵金属催化剂相比成本也比较低，已经成为生物质热解/重整过程的焦点。然而，热解催化反应过程中结焦对催化剂的寿命和系统成本影响很大。上述两种方法都导致催化活性随反应时间而衰减，导致性能不稳定。因此，开发能够有效防止活性金属镍基催化剂聚合、阻碍焦炭沉积以及大幅度提升合成气中氢气的含量的催化剂是催化剂研究的重点和难点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种用于生物质热解制富氢催化剂的制备方法，本用于生物质热解制富氢催化剂的制备方法制备的催化剂镍分布均匀、比表面积大；生物质热解过程中，在总产气量、氢选择性和H₂/CO摩尔比方面表现出较高的稳定性、较低的焦炭沉积量和较高的催化性能。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种用于生物质热解制富氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）、将硝酸镍与氯化锌溶于去离子水，并加入2mol/l的尿素溶液，将所得溶液在80℃下搅拌12h，后经过滤得到浆液；

（2）、将上述所得浆液放入烘箱，在100℃~120℃下烘至绝干，得到固体；

（3）、将所得固体送入管式炉，以氮气为载气在500℃~800℃焙烧，焙烧完毕后冷却至室温，得到固体即为催化剂。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述的步骤（1）中，所述硝酸镍、氯化锌和尿素的摩尔比为2:1:6。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述的步骤（3）中，500℃焙烧时间为1h ~1.5h，升温至800℃后，再焙烧2h。

本发明的有益效果为：

（1）本发明催化剂镍分布均匀、比表面积大。

（2）本发明催化剂在生物质热解过程中，在总产气量、氢选择性和H₂/CO摩尔比方面表现出较高的稳定性、较低的焦炭沉积量和较高的催化性能。