[发明专利]一种甲烷催化裂解制氢催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种甲烷催化裂解制氢催化剂，其特征在于所述催化剂的组分及其重量分数为：

其中：镍盐为硝酸镍或醋酸镍或草酸镍或氯化镍；贵金属催化助剂为钌或铂或钯或铑或金；碱土金属助剂为锂或钠或钙或钡；纳米氧化锆锌复合物载体直径为10～60纳米，且元素锆的摩尔量∶元素锌的摩尔量之比为1∶2～10。

2.一种甲烷催化裂解制氢催化剂的制备方法，其特征在于其具体步骤如下：

(1)制备纳米氧化锆锌复合物载体

先按锆盐即氧氯化锆或硝酸锆或硫酸锆或氯化锆中锆离子的摩尔量∶锌盐即醋酸锌或硝酸锌或硫酸锌中锌离子的摩尔量∶碱性沉淀剂即氨水或碳酸铵或碳酸氢铵或草酸铵或氢氧化钠或碳酸氢钠或尿素的氢氧根摩尔量之比为1∶2～10∶4～12的比例，先将锆盐和锌盐加入到碱性沉淀剂中，并用氢氧化钠调节其pH值为8～10，搅拌至沉淀完全溶解为止；再静置陈化10～24h后，泵入离心机中进行第一次离心分离，分别收集第一次的离心液和离心沉淀物，对于第一次收集的离心液进行提纯，对于第一次收集的离心沉淀物放置于干燥箱中，用乙醇干燥介质置换离心沉淀物中的水，在80～150℃干燥4～12h；

再按氧化锆锌复合物的质量∶蒸馏水的质量之比为1∶50的比例，将氧化锆锌复合物加入蒸馏水中，搅拌混匀而制得复合物水溶液；

然后按复合物水溶液中氧化锆锌的质量∶聚乙二醇小分子表面改性剂的质量∶分散剂即十二烷基苯磺酸钠或脱水山梨醇单硬脂酸酯聚氧乙烯醚或聚山梨醇酯或山梨糖醇酐油酸酯的质量比为1∶0.01～0.1∶0.01～0.1的比例，先将复合物水溶液进行超声分散30～120min，再加入小分子表面改性剂和分散剂，在60～80℃下搅拌反应2～6h，然后泵入离心机中进行第二次离心分离，分别收集第二次的离心液和离心沉淀物，对于第二次收集的离心液进行分离，对于第二次收集的离心沉淀物放置在真空干燥箱中，在400～750℃真空干燥2～24h；

(2)制备甲烷催化裂解制氢催化剂产品

第(1)步完成后，先按第(1)步制得的纳米氧化锆锌复合物粉体的质量∶氧化铜的质量∶贵金属催化助剂的质量∶碱土金属催化助剂的质量∶蒸馏水的质量之比为1∶0.07～0.22∶0.03～0.11∶0.03～0.22∶2～5的比例，将纳米氧化锆锌复合物粉体和氧化铜加入到盛有蒸馏水的三口烧瓶中，进行超声分散30～120min；依次加入镍盐即硝酸镍或醋酸镍或草酸镍或氯化镍溶液、贵金属催化助剂钌或铂或钯或铑或金、碱土金属催化助剂锂或钠或钙或钡，加入的镍盐溶液中的镍盐的质量为纳米氧化锆锌复合物粉体质量的0.1～0.66倍；在40～80℃下搅拌2～6h，然后静置陈化8～12h后，放置于真空干燥箱中，在100～180℃下进行真空干燥8～12h，最后放置在马弗炉上，在500～800℃下焙烧2～10h而制得甲烷催化裂解制氢催化剂粉末；再通过压片机压制成片，然后经粉碎，过筛，制得粒径为40～200微米的颗粒状甲烷催化裂解制氢催化剂成品。