[发明专利]一种高比表面积整体式氧化铝负载镍催化剂

说明书

技术领域

本发明属于催化技术领域，涉及一种高比表面积整体式氧化铝负载镍催化剂及其制备方法，具体地，涉及一种将镍源与氧化铝前体泥坯一次成型为具有高比表面积的整体式氧化铝负载镍催化剂及其制备方法。

背景技术

化工产品、能源载体生产中常见的活性金属组分多为过渡金属组分，尤其是第VIII族金属组分。其中第四周期第VIII族金属由于其相对廉价，在实际应用中常被人重点关注。镍金属由于其与氢、烷基、烷氧基等基团的易于成键的性质，在有机物加氢、加氢脱硫、加氢脱氧、脱氢、烷烃重整、生物质重整等重要的生产过程扮演重要的角色。另一方面，固体催化剂的制备方法，从方法学角度上看属于固体材料制备技术领域，从应用角度上属于化工、能源或环境领域。众多研究表明，对于同一催化活性组分来说，固体催化剂的制备方法也会明显影响这其催化性能。因此探索固体催化剂制备新工艺是本领域中一个永恒的课题。相对于颗粒或粉末状镍催化剂而言，目前针对整体式负载型镍催化剂的制备方法还不多，尤其是整个块体都是镍催化剂的情形。从原理上看，整体式催化剂相对于粉末或颗粒状催化剂而言具有一些自身的优势。例如，前者与后者相比，其催化剂填装与回收比较方便，大大降低操作成本，尤其是催化剂与产品的分离成本；用于固定床反应器中，前者往往具有较小的压降。因此开发整体式负载型镍催化剂的制备方法具有重要的潜在应用价值。然而目前文献或专利报道的结果还有待改进。

由神华基团有限责任公司申请的专利CN105195208A公开了一种负载第VIII元素的整体式催化剂制备方法。其中第VIII族元素包含镍，使用了硝酸镍作为镍源；该整体式催化剂将第二载体填涂于第一载体。从公开的材料上看，第一载体使用堇青石或蜂窝状陶瓷材料，众所周知，其比表面积较低，因此从原理上该发明的催化材料虽然第二载体部分具有较高比表面积，但是总体上比表面积应该较低。该发明没有公开关于比表面积相关的表征结果。

专利CN103949256A公开了一种负载型镍催化剂的气相沉积制备方法。该方法以乙酰丙酮镍为镍源，将镍源沉积到氧化铝等多种载体上，得到高比表面积、高金属分散度的负载型镍催化剂。然而由于颗粒状催化剂与整体式催化剂的宏观形态差异较大，该方法很难适用于制备负载型的整体式镍催化剂。

显然，对于整体式负载镍催化剂的制备而言，本领域还存在这改进制备方法的技术需求，尤其是制备高比表面积、高镍组分分散度、低成本操作的工艺方法的需求。

发明内容

为了克服现有技术所存在的问题，本发明提出了一种先制作氧化铝与镍源混合前体泥坯，并通过成型模具压缩成型，而后经过精细程序焙烧得到产品的技术路线。通过该技术路线可以得到高比表面积、微观上具备纳米级孔道的整体式氧化铝负载镍催化剂；同时该制备方法无须昂贵设备、原料来源简单、环境较友好、操作安全、成本较低。

实现上述技术路线的具体技术方案是：

一种高比表面积整体式氧化铝负载镍催化剂，包含整体式氧化铝负载镍催化剂制备方法与整体式氧化铝负载镍催化剂产品特征；其中制备方法使用如下原料：

铝源：是氢氧化铝、拟薄水铝石的一种，或者上述物质任意比例的混合物；

镍源：是硝酸镍、氯化镍、溴化镍、硫酸镍、硫酸镍铵、碳酸镍、碱式碳酸镍、乙酰丙酮镍、乙二胺四乙酸镍、乙酸镍、草酸镍、氢氧化镍、二茂镍、甲基二茂镍中的一种，或者上述物质任意比例的混合物；

第一添加物：是田菁粉、田菁胶、瓜尔胶、阳离子瓜尔胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、羧乙基纤维素钠、半乳甘露聚糖中的一种，或者上述物质任意比例的混合物；

第二添加物：是乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、聚乙烯醇、葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、纤维二糖、颗粒度小于60目的炭黑、颗粒度小于60目的水溶性淀粉中的一种，或者上述物质任意比例的混合物；

酸溶液：一种水溶液，含有硝酸、硫酸、盐酸、醋酸、草酸、磷酸、柠檬酸、马来酸、酒石酸中的一种或者多种物质，水溶液的pH值在0.0 ~ 4.0的范围内。