[发明专利]一种Ni3Sn合金空心球体的制备方法

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Ni₃Sn合金空心球体的制备方法。 

背景技术

氢气是一种理想的洁净燃料，其燃烧产物只有H₂O，对环境无任何污染。而且氢气具有来源广泛，燃烧值高等优点，因此，世界各国竞相开发大规模经济的制氢和储氢技术。碳氢化合物裂解或蒸汽重整是规模氢气的重要来源，具有原料来源广泛、价格低廉等优点.该制氢技术的核心在于开发高效、廉价的催化剂。 

Ni₃Sn作为催化剂活性点，具有很好的氢气选择性，广泛应用于碳氢化合物的重整或裂解制氢.而且Ni₃Sn在催化过程中具有很好的稳定性，也不存在积碳问题.近年来，Ni₃Sn催化剂的研制广受关注.国内外很多研究机构开展了在SiO₂，Al₂O₃等载体表面沉积Ni₃Sn催化剂的研制，并取得了很好效果。Dumesic[J.W.Shabaker，G.W.Huber，J.A.Dumesic.Aqueous-phase reforming of oxygenated hydrocarbons over Sn-modified Ni catalysts.J.Catalysis，2004，222：180-191]采用SiO₂镍浸渍Ni(NO₃)₂，Sn(NO₃)₂饱和溶液，并经历高温烧结，还原获得Ni₃Sn/SiO₂催化剂，该催化剂对乙二醇的重整制氢具有很好的催化活性和氢气选择性。Penkova[A.Penkova，L.Bobadilla，S.Ivanova，M.I.Dominguez，F.Romero-sarria，A.C.Roger，M.S.Centeno，J.A.Odriozola.Hydrogen production by methanol steam reforming on NiSn/MgO-Al₂O₃catalyst：The role of MgO addition.Applied Catalysis A：General，2011，392：184-191.]采用MgO-Al₂O₃为载体，通过浸渍，烧结，还原处理等获得NiSn/MgO-Al₂O₃，该催化剂对甲醇重整制氢具有很好的催化活性和氢气选择性.不过，浸渍法制备的催化剂往往存在因机械强度不够，而出现催化剂活性中心从载体表面脱落问题.浸渍法也无法在载体表面制备单相的Ni₃Sn合金，而是含Ni₃Sn，Ni，Sn等的NiSn混合物. 

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 Ni₃Sn₂ for hydrogen product ion from methanol decomposition.Catal.Lett.，2014，33：843-849.)。该方法制备的单相Ni₃Sn需在高温经历长时间催化过程 才能达到较好的催化效果。 

很明显，Ni₃Sn具有很好的氢气选择性，但常规浸渍法制备的Ni₃Sn/载体催化剂存在催化剂活性点不纯，机械强度低等问题，而熔炼法制备的Ni₃Sn合金却因颗粒尺寸大，而导致催化活性低。 

发明内容