[发明专利]用于生产合成气体的高稳定材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能氧化物材料，特别涉及一种用于生产合成气体的高稳定材料及其制备方法。

背景技术

合成气是一种以CO及H₂为主要组分供化学合成的一种原料气，合成气的生产和应用在化学工业中具有极其重要的作用，通过调整H₂与CO的比例为2，合成气便可以用于下游的费托合成制得液体燃料，这种方法对于减少当前的环境污染有重大意义。目前，合成气一般由煤，石油，生物质等制得，其H₂和CO的比例千差万别，不宜进行费托合成。而由CH₄出发，在催化剂的作用下，CH₄与O₂部分反应，就可以制得适宜进行费托合成的合成气，但CH₄与O₂反应生成H₂与CO的反应不易控制，容易生成其它杂质气体。新型功能氧化物材料可以为甲烷部分氧化原位提供氧，使之进行反应，反应可控，是制备合成气的理想材料。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种用于生产合成气体的高稳定材料，制备得到的材料在还原性气氛下能长时间稳定操作。

本发明的另一目的在于提供上述高稳定材料的制备方法，制备工艺简单、成本低廉，易于工业化大规模生产。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种用于生产合成气体的高稳定材料，其结构通式为A（Fe_xMn_1-x）O₃，其中A为Gd、Sm、Ba、Sr中的至少一种，0≤x≤1。

所述用于生产合成气体的高稳定材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）以金属硝化物Gd(NO₃)₃、Sm(NO₃)₃、Ba(NO₃)₂、Sr(NO₃)₂、Fe(NO₃)₃、Mn(NO₃)₃作为原料，按所述结构通式称量金属硝化物，将金属硝化物溶于水中，加入有机物，调节pH值为7～9，搅拌得到凝胶；将凝胶放入电炉中燃烧，得到粉体的前躯体；将粉体的前躯体放入马弗炉中，在950～1050℃保温8～12h，然后降温至常温，得到成相粉体；

所述有机物为柠檬酸，乙二胺四乙酸，乙二醇或乙基纤维素的两种以上；

所述金属硝化物中的金属离子与有机物的摩尔比为1：（2～3）；

（2）将步骤（1）得到的成相粉体放入模具中，施加压力成型，得到生胚；将生坯放入炉中，在1150～1300℃保温8～12h，得到用于生产合成气体的高稳定材料。

步骤（1）所述调节pH，具体为：加入碱液调节pH值。

步骤（1）所述搅拌，具体为：在150℃下加热搅拌28～30h。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

（1）本发明的高稳定材料的制备方法工艺简单、成本低廉，易于工业化大规模生产。

（2）采用本发明的高稳定材料生产合成气体，在还原性气氛下能长时间稳定操作。

（3）采用本发明的高稳定材料生产合成气体，甲烷转化率和一氧化碳选择性极高。

（4）采用本发明的高稳定材料生产合成气体，且合成气中一氧化碳和氢气的比例约为2，易于下游的费托合成制液体油燃料。

附图说明

图1为本发明的用于生产合成气体的高稳定材料的制备方法的流程图。

图2为本发明的用于生产合成气体的高稳定材料的XRD图。

图3为本发明的用于生产合成气体的高稳定材料的扫描电镜微图。

图4为本实施例制备的高稳定材料用于生产合成气体时的性能测试图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图1所示，本实施例的用于生产合成气体的高稳定材料GdBa₂Fe₃O_8.17的制备方法包括以下步骤：