[发明专利]一种三氧化二铝-镍-稀土催化复合膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种三氧化二铝-镍-稀土催化复合膜，其特征在于镍及稀土金属元素填充在多孔通孔的阳极氧化铝膜内，其中三氧化二铝、镍及稀土金属元素的质量配比，即三氧化二铝:镍:稀土金属元素为93:6:1～97.9:2:0.1。

2.如权利要求1所述的一种三氧化二铝-镍-稀土催化复合膜，其特征在于所述的稀土金属元素为镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇或钪中的一种或一种以上的混合物。

3.如权利要求1或2所述的一种三氧化二铝-镍-稀土催化复合膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）、将多孔通孔阳极氧化铝膜放入纯水中，用超声波清洗，干燥，灼烧；

（2）、将稀土氧化物溶于酸中，配制成稀土元素浓度为20～50g/L的稀土盐溶液；

（3）、用水溶解镍盐，制成镍的浓度为30～80g/L的镍盐水溶液；

（4）、用纯水稀释步骤（2）制备的稀土盐溶液，配制成稀土盐稀溶液；

将镍盐溶于上述的稀土盐稀溶液中，制成稀土元素的浓度为1～6g/L的稀土盐溶液-镍盐饱和溶液混合液；

（5）、用电化学法和热分解法在氧化铝膜内填充催化剂而得三氧化二铝-氧化镍-稀土氧化物复合膜：    

用粘结剂将步骤（1）处理的多孔通孔阳极氧化铝膜粘结在容器1的器壁上，把步骤（4）所形成的稀土盐溶液-镍盐饱和溶液混合液装入容器1中，将步骤（3）所制得的镍盐溶液装入容器2中，再将容器1放入容器2中；

阴极、阳极均为镍板，阳极置于容器1中，阴极置于容器2中，在阴极、阳极上通电，控制电压2～10V，时间3～15min后取出阳极氧化铝膜，干燥，控制干燥温度为100～120℃，时间0.5～5h；

重复上述的粘结至干燥操作2～10次后，焙烧，灼烧温度为800～850℃，时间1～5h，最终得到三氧化二铝-氧化镍-稀土氧化物复合膜；

（6）、将步骤（5）所得的三氧化二铝-氧化镍-稀土氧化物复合膜放入固定床反应器内，在H₂:N₂的体积比为10%的气氛下还原，还原温度为750～900℃，还原时间为0.5～3h，最终得到三氧化二铝-镍-稀土催化复合膜。

4.如权利要求3所述的一种三氧化二铝-镍-稀土催化复合膜，其特征在于其制备步骤（2）中：

所述的稀土氧化物选自镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇、钪稀土氧化物中的一种或一种以上的混合物；

所述的酸选自硝酸或盐酸。

5.如权利要求3所述的一种三氧化二铝-镍-稀土催化复合膜，其特征在于其制备步骤（3）中所述的镍盐为硝酸镍、氯化镍、甲酸镍、醋酸镍中的一种或一种以上的镍盐的混合物。

6.如权利要求3所述的一种三氧化二铝-镍-稀土催化复合膜，其特征在于其制备步骤（1）中：

所述的超声波处理，其处理时间为5～30min；

所述的干燥，控制温度为50～100℃，时间为0.5～5h；

所述的灼烧，控制温度为800～1100℃，时间为0.5～5h。

7.如权利要求3所述的一种三氧化二铝-镍-稀土催化复合膜，其特征在于其制备步骤（5）中所述的粘结剂为石蜡或防水胶。

8.如权利要求1或2所述的一种三氧化二铝-镍-稀土催化复合膜用于催化甲烷水蒸气重整制氢，其特征在于过程控制H₂O:CH₄:N₂的体积比为3:1:2.8，空速为7200ml/g，温度为800℃。