[发明专利]一种组合物、双金属催化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明属于金属催化剂领域，尤其涉及一种组合物、双金属催化剂的制备方法及其应用。本发明提供了一种组合物，原料包括：六水合硝酸镍、氟化铵、尿素以及泡沫陶瓷。本发明还提供了一种利用上述组合物制备双金属催化剂的制备方法，本发明还提供了一种包括上述组合物或上述制备方法得到的产品在丙烷部分氧化制氢领域的应用。经实验测定可得，本发明提供的技术方案制得的产品，催化剂比表面积大，在载体上分布均匀，可快速传输反应气体和反应热，显著提高了催化产氢的效率；解决了现有技术中，用于氧化制氢的催化剂，存在着比表面积小、在载体上分布不均匀以及影响气体和热量传递的技术缺陷。

技术领域

本发明属于金属催化剂领域，尤其涉及一种组合物、双金属催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

近年来，双金属催化剂在催化研究中十分活跃，研究表明：双金属催化剂的活性高于相应的单组分催化剂，且催化剂选择性相差也很大。其中，使用泡沫陶瓷为载体的镍铁双金属催化剂可用于丙烷部分氧化制氢(POX)。

与传统的制氢方法相比，丙烷部分氧化制氢具有以下优点：(1)氢元素利用率高：丙烷分子式为C₃H₈，含氢量高，能量密度高，氢气的产率高；(2)丙烷部分氧化制氢装置简单，可放出大量的热量，可减少外部能量供给；(3)制氢原料来源广泛且价格低廉，丙烷是常见的一种燃料，可由原油、天燃气或成品油中获取；(4)易压缩、安全，便于运输；

现有技术中，双金属催化剂常用的制备方法有：浸渍法、沉淀法、热溶解法、水热法等，所制得的催化剂比表面积较小，催化剂在载体上分布不均匀；同时，载体多数采用粉末状载体，会影响反应过程中气体和热量的传递。

因此，研发出一种组合物、双金属催化剂的制备方法及其应用，用于解决现有技术中，用于氧化制氢的催化剂，存在着比表面积小、在载体上分布不均匀以及影响气体和热量传递的技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种组合物、双金属催化剂的制备方法及其应用，用于解决现有技术中，用于氧化制氢的催化剂，存在着比表面积小、在载体上分布不均匀以及影响气体和热量传递的技术缺陷。

本发明提供了一种组合物，所述组合物的原料包括：六水合硝酸镍、氟化铵、尿素以及泡沫陶瓷。

优选地，所述组合物的原料还包括：九水合硝酸铁。

优选地，以摩尔份计，所述组合物的原料包括：六水合硝酸镍1.75～2.5份、九水合硝酸铁0～0.75份、氟化铵10～15份、尿素20～30份以及泡沫陶瓷1～3份。

本发明还提供了一种利用上述组合物制备双金属催化剂的制备方法，所述制备方法为：

步骤一、六水合硝酸镍、九水合硝酸铁、氟化铵以及尿素溶于去离子水后，搅拌得第一产物；

步骤二、泡沫陶瓷与所述第一产物混合，进行水热反应后，再经洗涤和干燥，得第二产物；

步骤三、所述第二产物煅烧氧化，得第三产物；

步骤四、所述第三产物还原，得泡沫陶瓷负载的镍铁双金属催化剂。

优选地，步骤二中，所述泡沫陶瓷为块状泡沫陶瓷；

所述块状泡沫陶瓷的制备方法为：40PPI的聚氨酯海绵两次挂浆、烧结制备而成，所述挂桨的浆料是氧化铝粉、分散剂、粘结剂和水组成。。

优选地，所述块状泡沫陶瓷的长为15～18mm，所述块状泡沫陶瓷的宽为6～10mm，所述块状泡沫陶瓷的高为6～10mm。

优选地，步骤一中，所述搅拌的温度为20～30℃，所述搅拌的转速为300～400r/min，所述搅拌的时间为10～30min。