[发明专利]一种有序介孔白钨矿负载的镍基生物油重整催化剂

说明书

本发明涉及一种有序介孔白钨矿负载的镍基生物油重整催化剂，包括催化剂活性成分和催化剂载体，所述催化剂活性成分及重量百分含量分别为：Ni为10～30 wt%；余分为介孔白钨矿催化剂载体。本发明的优点在于采用高比表面积、廉价易得的白钨矿作为催化剂载体，催化活性组分为镍组分，使生物油分子裂解断链成低分子烃类和高含量氢气的优质合成气。该催化剂制备简单、机械强度高、催化活性高、可再生，不仅可用于生物油重整制氢，也可应用于生物质直接催化气化制氢。

技术领域

本发明涉及一种有序介孔白钨矿负载的镍基生物油重整催化剂，即以生物质裂解的生物油催化重整制备优质气体燃料的催化剂的方法。

背景技术

利用生物质制取氢气不仅可有效利用丰富的可再生资源，而且是最终解决全球化石燃料所造成的巨大环境污染的有效途径之一，我国化石燃料资源短缺，生物质资源非常丰富，如何廉价洁净地把生物质转化为未来氢能社会的核心动力：氢燃料，对我国可持续发展意义重大。生物质高度分散、较低的能量密度决定了收集运输成本高、过程经济性差，生物质快速裂解可制得具有较高能量密度生物油，它可以分散制取然后集中加工处理。目前快速热裂解制油技术已接近工业化，生物油由于其组成特点可经水蒸汽催化重整制取氢气，是生物油利用的一条新途径。

生物油制氢方面的研究目前主要有：开发新型裂解制氢反应器，研究催化重整条件和重整产物，探索生物油及其模型物制氢反应规律和反应机理、催化剂的制备、失活和再生研究等几个方面。国内外许多学者研究了生物油重整制氢规律和重整基本条件，重整温度都较高，一般在700～800 ^oC，过高的温度导致积碳的大量生成，为进一步提高催化效果，抑制结焦生成，研究生物油催化重整制氢催化剂对提高氢产率、抑制结焦具有重大意义。如何克服现有技术缺陷，降低能耗与生产成本，仍然是目前生物质及生物油制氢过程中的难题。

目前生物质快速裂解技术可以获得很高的液体产品收率，但所产生的生物油组分复杂，直接重整制氢容易结焦，氢的产率不高。为了抑制结焦，目前生物质制氢的研究都是分两步进行，即第一步对生物质进行快速裂解，对生物油蒸汽进行冷却得到粗油，对粗油进行分离得到水相和油相部分，油相部分可制作化工原料，水相部分可用来重整制氢。

可以说，贵金属催化剂活性好、积碳率低，但其价格昂贵、储量有限，无法满足工业催化剂大规模生产的要求。而现有的镍等非贵金属催化剂，仍然存在着稳定性差、易积碳、易失活等缺点，大大限制了其实际的工业化应用。鉴于以上情况，开发活性高、稳定性好的生物油蒸汽重整制氢催化剂，深入探索其制备方法、催化机理，以及结构稳定机制等，具有重要的理论和应用价值，将为生物质制氢的工业化应用奠定基础。

白钨矿型钨酸盐属于自激活荧光体，其发光起源于WO₄^2–络合离子，在UV、X射线及CR激发下可呈现高效的荧光，在闪烁体媒介、固态光电器件、拉曼、光纤、磁性材料、催化和激光器基质方面具有广泛的潜在应用。白钨矿晶体结构十分稳定,具有耐高压、高温的突出优点。这些特点提供了重要的科学的依据，使得白钨矿在一些应用领域及催化方面上成为首选材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种反应活性高、抗烧结、抗积碳、稳定性好的有序介孔白钨矿负载的镍基生物油重整催化剂。该催化剂可用于固定床或流化床反应器。

本发明的另一目的在于提供一种有序介孔白钨矿负载的镍基生物油重整催化剂的制备方法。

本发明解决技术问题采用如下方案。

一种有序介孔白钨矿负载的镍基生物油重整催化剂，包括催化剂活性成分和催化剂载体。

所述催化剂活性成分为Ni，所述催化剂载体为介孔白钨矿，其中，催化剂活性成分Ni的重量百分含量为10～30 wt%，余分为介孔白钨矿载体。

本发明所述一种有序介孔白钨矿负载的镍基生物油重整催化剂的制备方法，包括以下步骤。