[发明专利]两步法太阳能热化学储能非贵金属催化剂及制备和应用

权利要求书

1.一种非贵金属催化剂在两步法中温太阳能热化学储能中的应用，其特征在于，所述非贵金属催化剂包括NiO、CeO₂和TiO₂，其中NiO充当活性物质，CeO₂为活性氧载体，TiO₂为助剂；

NiO于催化剂中负载量为0.5 wt%~20 wt%，

活性氧载体CeO₂与助剂TiO₂的摩尔比为3:1~1:1，

两步法中第一步CH₄还原氧化态金属氧化物，产生成CO、H₂，第二步被还原的金属氧化物与CO₂或H₂O反应，裂解产生CO或H₂，并被重新氧化。

2.按照权利要求1所述的应用，其特征在于，所述活性物质NiO由Ni(NO₃)₂·6H₂O加热分解制得，于催化剂中负载量为5 wt%。

3.按照权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述氧载体CeO₂由Ce(NO₃)₃·6H₂O加热分解焙烧制得；所述助剂TiO₂由(C₄H₉O)₄Ti加热分解焙烧制得；活性氧载体CeO₂与助剂TiO₂的摩尔比为1:1。

4.一种权利要求1、2或3所述的应用，其特征在于，所述催化剂采用共沉淀法和等体积浸渍法制备；

该方法包括：

步骤1：将六水合硝酸铈Ce(NO₃)₃·6H₂O和钛酸四丁酯(C₄H₉O)₄Ti分别溶于去离子水和无水乙醇中，搅拌均匀，其中去离子水和无水乙醇的体积比为5:1~1:1；

步骤2：迅速将(C₄H₉O)₄Ti溶液倒入Ce(NO₃)₃·6H₂O溶液中，混合均匀后逐滴加入质量浓度25%的NH₃·H₂O，调节pH = 9，搅拌3 h，老化1 h；

步骤3：混合液经抽滤，去离子水洗涤，所得滤饼置于110^oC烘箱内过夜干燥；

步骤4：将干燥后的样品研磨后转移至马弗炉中煅烧，研磨得到CeO₂-TiO₂样品；

步骤5：将共沉淀法制备的CeO₂-TiO₂样品与六水合硝酸镍Ni(NO₃)₂·6H₂O同时分散于去离子水中，室温下真空干燥，除去多余的水分；

步骤6：继续干燥所得样品，研磨后将粉末样品转移至马弗炉中焙烧，获得NiO/CeO₂-TiO₂催化剂。

5.按照权利要求4所述的应用，其特征在于，步骤1中将六水合硝酸铈Ce(NO₃)₃·6H₂O和钛酸四丁酯(C₄H₉O)₄Ti分别溶于去离子水和无水乙醇中，其中Ce(NO₃)₃·6H₂O和(C₄H₉O)₄Ti的摩尔比为1:1。

6.按照权利要求4所述的应用，其特征在于，步骤3中将干燥后的样品研磨后转移至马弗炉中焙烧是在马弗炉中900^oC静态空气条件下焙烧4 h，升温速率为5^oC min^-1。

7.按照权利要求4所述的应用，其特征在于，步骤6中继续干燥所得样品是将样品于110^oC烘箱内过夜干燥12 h，所述将粉末样品转移至马弗炉中焙烧是将其在马弗炉中900^oC静态空气条件下焙烧8 h，升温速率为5^oC min^-1。