[发明专利]沼气全组分转化生物甲醇催化剂Ni-CeO2/SiC-SiO2及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及沼气全组分转化生物甲醇催化剂Ni‑CeO₂/SiC‑SiO₂及其制备方法和应用。该制备方法包括如下步骤：S1：将SiC煅烧得SiC‑SiO₂；S2：将镍源和铈源溶解后加入SiC‑SiO₂，粉碎，干燥，得Ni‑CeO₂/SiC‑SiO₂前体；S3：将Ni‑CeO₂/SiC‑SiO₂前体煅烧，得NiO‑CeO₂/SiC‑SiO₂；S4：进一步煅烧，即得所述催化剂。本发明以SiC‑SiO₂为载体，以Ni‑CeO₂为催化活性成分，并优化条件，使得Ni‑CeO₂颗粒较小，分散性高，分散均匀；制备得到的催化剂成本低廉，性能稳定，转化率高，可以很好地催化沼气转化合成气用于合成生物甲醇，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及沼气全组分转化生物甲醇催化剂Ni-CeO₂/SiC-SiO₂及其制备方法与应用。

背景技术

当今世界的能源供应主要是以煤、石油、天然气这三种不可再生化石资源为主。现在全球化的脚步迈进新世纪，人口数量的急剧上升和经济总量的快速增长，导致了地球资源被大肆利用，虽然目前仍然存在深海油气、可燃冰、煤层气及页岩气等多种资源可供开发和利用，人类也开始关注不可再生化石燃料潜在的短缺问题，在2050年之前，石油、天然气等不可再生自然资源将被耗尽，这种观点得到了全社会的一致认同。同时能源分布存在的不均衡问题，也导致并加剧了石油危机等现实的社会连锁矛盾。能源作为人类文明生存和发展的根本，也是用来衡量综合国力和制约国民经济的重要指标，因此对于国家安全具有关键性作用。我国石油储量和产量严重匮乏，当前的石油消费活动主要依赖进口，对国外供应产生严重依赖，致使我国面临极大的能源安全威胁。因此石油资源与国家安全己经牢不可分，成为了我国能源安全战略方面的核心内容。CO₂是温室气体的主要成分，而超过90％的人为CO₂排放被认为是化石能源使用时产生的，大量的温室气体排放使大气中温室气体浓度增加、温室效应增强，从而导致全球气候变暖，海平面上升等诸多问题。化石能源的大量使用也是造成我国现在大气污染问题的重要原因。所以开发化石能源的替代清洁能源，对于我国国家安全和经济发展具有重大意义。当人类面临化石能源储量逐年降低的现实威胁时，随着甲醇成本和价格的降低，利用甲醇作为石油化工原料新来源已经发展为一种趋势。

合成气系指一氧化碳和氢气的混合气，合成气中CO和H₂比值随原料和生产方法的不同而异，其摩尔比为1/2～3/1。合成气为有机合成原料之一，也是氢气和一氧化碳的来源，在化学工业中有着重要的作用。制备合成气的原料是多种多样的，许多含碳资源如煤、天然气、石油或渣油等均可用来制造合成气。利用合成气可以转化成液体和气体燃料、大宗化学品和高附加值的精细有机化工产品。因此利用可再生的沼气作为原料代替合成气能够有效的降低环境污染以及温室效应，开发出高效的催化沼气全组分转化合成气的催化剂对于我国目前的国情具有深远的意义。

在催化沼气转化合成气用于合成生物甲醇反应中，目前应用较广泛的是贵金属催化剂例如(Pd和Pt)，使用贵金属成本较高，应用于工业化困难；因此研发一种成本低廉，性能稳定，催化效果好的催化剂具有重大前景。

发明内容