[发明专利]一种镍合金/多孔材料催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于氢气制备技术领域，特别是涉及一种镍合金/多孔材料催化剂的制备方法。

背景技术

镍合金是近年制氢领域常用的催化剂，镍合金具有很好的催化活性和选择性，广泛应用于甲醇，乙二醇等碳氢化合物重整或裂解制氢。镍合金的催化活性主要来至两方面；1)镍合金作为催化剂前驱体，在反应过程中生成催化剂，如Ni₃Al，Ni₃(SiTi).Ni₃Al在碳氢化合物重整或裂解过程中生成催化剂Ni/Al₂O₃；Ni/Al₂O₃颗粒尺寸小，催化剂活性高，但Ni催化剂存在积碳问题；2)镍合金本身为催化剂，如Ni₃Sn，Ni₃Fe；Ni₃Sn，Ni₃Fe合金具有很好的选择性.但高纯相Ni₃Sn和Ni₃Fe合金的催化活性往往受颗粒尺寸影响，而活性有待提高。

Fan采用熔炼法制备了Ni₃Sn，经切割、敲碎、碾磨获得合金粉颗粒，该Ni₃Sn粉末在甲醇裂解过程中具有很好的氢气选择性；600℃，45h的甲醇裂解，氢气的选择性接近100％，并无丝毫衰退现象。Ni₃Sn粉末颗粒尺寸大，反应初期催化活性较低，随反应时间延长，合金粉末的催化活性逐渐增加，通过微观结构分析显示：Ni₃Sn具有很好的稳定性，但合金粉末颗粒尺寸随反应时间延长而减小。(Mei Qiang Fan，Ya Xu，Junya Sakurai，et al.Catalytic performance of Ni₃Sn and Ni₃Sn₂for hydrogen production from methanol decomposition.Catal.Lett.，2014，33：843-849.)

Y Xu制备了单相Ni₃Fe合金，并研究了其催化活性。Ni₃Fe合金在碳氢化合物重整或裂解反应中具有很好的稳定性，但形成Ni₃Fe/C的纳米结构，从而提高了催化活性(Ya Xu，Junya Sakurai，et al.Catalytic properties of Ni₃Fe foil for hydrogen production from methanol.Material Science Forum，2011，706-709：1052-1057)。

目前，大量文献采用化学方法在载体如SiO₂，Al₂O₃，Carbon等表面沉积Ni₃Sn和Ni₃Fe。该类催化剂具有很好的催化活性。但在载体表面无法获得纯相Ni₃Sn和Ni₃Fe，其它杂质影响到催化剂的选择性。

发明内容

本发明目的在于提供一种镍合金/多孔材料催化剂的制备方法，克服现有制备技术的缺陷，提高镍合金的催化活性和氢气选择性。为实现上述发明目的，本发明的技术方案是，以Ni₃Fe或Ni₃Sn为镍基催化剂制备前驱体；镍合金经高温熔融混合多孔材料，缓慢冷凝，敲碎，碾磨等，获得镍合金/多孔材料催化剂；镍合金/多孔材料的摩尔比为0.2～5；镍合金/多孔材料催化剂的制备方法包括如下步骤：

1)、采用熔炼法制备Ni₃Fe或Ni₃Sn合金；

2)、将步骤(1)的镍合金高温混入多孔材料；混合温度1000～1500℃，搁置时间2～10h；

3)、将步骤(2)得到的冷凝产物敲碎，碾磨，获得镍合金/多孔材料催化剂；

所述的多孔材料为介孔碳材料和介孔硅材料的一种；

所述的介孔碳材料为CMK-1，CMK-2，CMK-3的一种；

所述的介孔硅材料为MCM-41，MCM-48和SBA-15的一种.

本发明提供的一种镍合金/多孔材料催化剂的制备方法，与其它镍基催化剂制备方法相比，具有如下优点：

1)本发明工艺简单、操作方便，有利于工业化生产。