[发明专利]一种焦炉气制甲烷用催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种焦炉气制甲烷用催化剂，其特征在于：催化剂以SBA-16介孔分子筛为载体，以镍元素为活性组分，以钼的氧化物、钴的氧化物、锆的氧化物或镧的氧化物中的任意一种、任意两种的混合物、任意三种的混合物或全部四种的混合物为助剂。

2.根据权利要求1所述的焦炉气制甲烷用催化剂，其特征在于：镍元素以镍的氧化物的形态、以高分散的形式负载于所述SBA-16介孔分子筛的表面。

3.根据权利要求1所述的焦炉气制甲烷用催化剂，其特征在于：

所述钼的氧化物为钼的各价态的氧化物或钼的各价态氧化物的混合物；

所述钴的氧化物为钴的各价态的氧化物或钴的各价态氧化物的混合物；

所述锆的氧化物为锆的各价态的氧化物或锆的各价态氧化物的混合物；

所述镧的氧化物为镧的各价态的氧化物或镧的各价态氧化物的混合物。

4.根据权利要求1或2或3所述的焦炉气制甲烷用催化剂，其特征在于：以催化剂的总质量为基准，以NiO计的镍的氧化物占5～30wt％，以MoO₃计的钼的氧化物、以CoO₃计的钴的氧化物、以ZrO₃计的锆的氧化物、以La₂O₃计的镧的氧化物中的任意一种、任意两种的混合物、任意三种的混合物或全部四种的混合物占0.5％～8wt％。

5.一种焦炉气制甲烷用催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将镍盐固体溶于蒸馏水中，搅拌至镍盐完全溶解，得到镍盐原溶液；将钼盐、钴盐、锆盐、镧盐中的任意一种、任意两种、任意三种或全部四种溶于蒸馏水中，搅拌至完全溶解，得到助剂溶液；

2)通过等体积浸渍法将步骤1)得到的镍盐原溶液和助剂溶液同时滴入到SBA-16介孔分子筛，迅速搅拌均匀后，进行超声分散处理，然后经真空干燥、空气干燥及焙烧处理，得到焦炉气制甲烷用催化剂。

6.根据权利要求5所述的焦炉气制甲烷用催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)为：将0.1～50重量份的镍盐固体加入到80～100重量份的去离子水中，搅拌溶解，得到镍盐原溶液；将0.1～25重量份的钼盐、钴盐、锆盐、镧盐中的任意一种、任意两种、任意三种或全部四种溶于80～100重量份的蒸馏水中，搅拌至完全溶解，得到助剂溶液。

7.根据权利要求5或6所述的焦炉气制甲烷用催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中的SBA-16介孔分子筛的制备方法如下：

a.将三嵌段共聚物F127模板剂加入到去离子水中，再加入盐酸水溶液，水浴搅拌至三嵌段共聚物F127模板剂完全溶解，得到均一的模板剂溶液；

b.向步骤a得到的模板剂溶液中加入正丁醇，继续水浴搅拌，得到添加了正丁醇的模板剂溶液，然后缓慢滴入正硅酸乙酯，最后加快搅拌器转速使溶液剧烈搅拌，得到混合溶液；

c.将步骤b得到的混合溶液进行晶化反应，然后经冷却、离心、抽滤、洗涤、干燥、焙烧处理，得到SBA-16介孔分子筛。

8.根据权利要求7所述的焦炉气制甲烷用催化剂的制备方法，其特征在于，步骤a为：将3～8重量份的三嵌段共聚物F127模板剂加入到150～180重量份的去离子水中，再加入6～9重量份的盐酸溶液，然后经40～45℃水浴搅拌，得到均一的模板剂溶液。

9.根据权利要求7所述的焦炉气制甲烷用催化剂的制备方法，其特征在于，步骤b为：向步骤a得到的模板剂溶液中加入9～12重量份的正丁醇，40～45℃水浴下继续搅拌2～6h，得到添加了正丁醇的模板剂溶液；然后将18～22重量份的正硅酸乙酯滴入到添加了正丁醇的模板剂溶液中，40～45℃水浴搅拌12～20h，得到混合溶液。

10.根据权利要求7所述的焦炉气制甲烷用催化剂的制备方法，其特征在于，步骤c为：将步骤b得到的混合液转入高压反应釜中，80～100℃水热晶化反应24～72h，冷却至室温后，再经过滤，洗涤，50～80℃干燥24～48h，在空气气氛下550～600℃焙烧4～6h，得到所述SBA-16介孔材料。