[发明专利]一种用于二氧化碳甲烷化的铜基催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种铜基二氧化碳甲烷化催化剂，其特征在于，所述催化剂以铜基金属氧化物为主要活性组分，所述金属氧化物中的金属元素包括铜、钴、铝、锌，以及镁、铁和锰中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的铜基二氧化碳甲烷化催化剂，其特征在于，所述催化剂中金属元素的比例为Cu：Co：Zn：Al：M=(4-8)：(4-8)：(1-5)：(0.5-3)：(0.02-0.1)，其中M为镁、铁、锰、钾中的一种或多种。

3.一种如权利要求1所述的铜基二氧化碳甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于，包括先将组成所述催化剂的各金属元素的盐溶液与碱性溶液进行分步并流共沉淀，然后用热的脱盐水打浆过滤，接着对催化剂滤饼进行烘干脱水，干燥后的催化剂前驱体进行煅烧、成型制得二氧化碳甲烷化催化剂。 

4.根据权利要求3所述的铜基二氧化碳甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)采用含锌、铝的盐溶液与碱性溶液在一定的沉淀温度和pH值条件下进行并流共沉淀反应，并进行老化生成催化剂载体；

(2)采用含铜、锌、铝、钴的盐溶液，以及镁、铁和锰中的一种或多种盐溶液与碱性溶液在一定温度下预热，然后加入到步骤(1)中生产的催化剂载体中，在一定温度下和pH值条件下进行并流共沉淀反应，并进行老化，得到反应浆料；

(3)将步骤(2)中生成的反应浆料离心过滤后，加入脱盐水进行再浆，再次过滤，反复进行再浆过滤过程直至催化剂滤饼杂质含量合格；

(4)将步骤(3)中得到的合格滤饼中，加入脱盐水进行胶体磨处理；

(5)将步骤(4)中胶体磨处理后的浆料离心过滤后，置于烘箱中烘干；

(6)将步骤(5)中干燥后的催化剂前驱体进行高温煅烧以及成型。

5.根据权利要求3或4所述的铜基二氧化碳甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于，所述盐溶液为硝酸盐；碱性溶液为碳酸钠、碳酸钾或氢氧化钠、氢氧化钾的水溶液。

6.根据权利要求3或4所述的铜基二氧化碳甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）的沉淀温度为60~90℃；沉淀反应的pH值为6.0~7.5；老化时间为45~90分钟。

7.根据权利要求3或4所述的铜基二氧化碳甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的沉淀温度为65~80℃；沉淀反应的pH值为6.0~7.5；老化时间为45~90分钟。

8.根据权利要求3或4所述的铜基二氧化碳甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）反应浆料的再浆过程中加入脱盐水加入的量为滤饼体积的5~20倍，温度为60~90摄氏度；再浆过滤3~4次；其中杂质含量合格是指滤饼中Na离子含量降至0.01~0.001%以下。

9.根据权利要求3或4所述的铜基二氧化碳甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）的胶体磨的间隙为0.1~1.0mm，脱盐水加入的量为滤饼体积的1~10倍。

10.一种权利要求1或2中所述铜基二氧化碳甲烷化催化剂的催化活性评价方法，其特征在于：催化剂活性评价是在固定床上进行的，催化剂置于反应器恒温区中部，用石英砂支撑；CO₂甲烷化的实验条件为4.0~6.0MPa，温度290℃~450℃，原料气体积空速为5000~12000h^-1，H₂/CO₂为3.1~ 4.1，反应产物用气相色谱法分析。