[发明专利]一种甲烷催化裂解制氢催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种甲烷催化裂解制氢催化剂及其制备方法，包括一种甲烷催化裂解制氢催化剂，其组分按摩尔分数的配比为：5‑20％的Fe元素、30‑50％的Ni元素、30‑65％的γ‑Al₂O₃，一种甲烷催化裂解制氢催化剂的制备方法，包括如下步骤：S1、将拟薄水铝石粉末在空气气氛下焙烧得到γ‑Al₂O₃，将γ‑Al₂O₃加入到硝酸铁的水溶液中，水浴加热搅拌至干，烘箱烘干，研磨成细粉。本发明采用γ‑Al₂O₃作为催化剂载体，Fe和Ni作为活性成分，γ‑Al₂O₃对活性成分起到了很好的支撑和分散作用，熔盐法形成的铁镍合金相综合了铁基催化剂和镍基催化剂的优点，含部分KCl的xFe‑Ni/γ‑Al₂O₃具有高活性和高稳定性，解决了现有Ni基负载型催化剂稳定性差，抗积碳能力差，易失活的问题。

技术领域

本发明涉及制氢催化剂技术领域，具体为一种甲烷催化裂解制氢催化剂及其制备方法。

背景技术

氢能是一种储量高，无污染的清洁能源，也是一种重要的化工原料，某些精细化学品的加氢、工业合成氨、原油中高沸点馏分经催化加氢制成高辛烷值的优质汽油等过程，都要用到大量的氢。

氢气用于燃料电池需要很高的纯度(CO含量20ppm以下)，传统的制氢方法是甲烷水蒸气重整或部分氧化法，在这些过程中都会有CO_X产生，为了得到符合要求的氢气需要进行高低温变换、脱羰反应以及变压吸附分离等一系列过程，这就大大增加了氢气的生产成本。

甲烷催化裂解制氢可以得到几乎不含碳氧化合物的纯净氢气，可直接用于燃料电池，因此该制氢方法近年来引起了国内外的高度重视。

目前用于甲烷催化裂解的催化剂多为以Ni为活性成分，并添加助剂改良其催化性能的负载型催化剂，中国公开号为CN1689699A的专利公开了一种Ni/Ce_(1-x)Zr_xO₂/SiO₂的负载型催化剂，该催化剂具有较高的转化率，但是稳定性较差，失活较快，鉴于此，中国公开号为CN101439287A的专利公开了一种以MO_y/CNFS(MO_y为SiO₂、ZrO₂、TiO₂、Ce_(1-x)Zr_xO₂)，该催化剂有较高的转化率，相比于CN1689699A的专利中的催化剂在其稳定性上有一定程度的改善，但是并无法解决Ni基负载型催化剂稳定性差，抗积碳能力差，易失活的缺点，为此，我们提出一种甲烷催化裂解制氢催化剂及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种甲烷催化裂解制氢催化剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种甲烷催化裂解制氢催化剂，其组分按摩尔分数的配比为：5-20％的Fe元素、30-50％的Ni元素、30-65％的γ-Al₂O₃。

一种甲烷催化裂解制氢催化剂的制备方法，包括如下步骤：包括如下步骤：

S1、将拟薄水铝石粉末在空气气氛下焙烧得到γ-Al₂O₃，将γ-Al₂O₃加入到硝酸铁的水溶液中，水浴加热搅拌至干，烘箱烘干，研磨成细粉，在500-700℃下空气气氛中焙烧6-10h得到前驱体xFe/γ-Al₂O₃；