[发明专利]沼气全组分转化生物甲醇催化剂NiCo2

说明书

本发明涉及沼气全组分转化生物甲醇催化剂NiCo₂O₄/SiC‑SiO₂‑Foam及制备方法。该NiCo₂O₄/SiC‑SiO₂‑Foam，NiCo₂O₄负载于载体SiC‑SiO₂‑Foam上，NiCo₂O₄的负载量为3～7％。该NiCo₂O₄/SiC‑SiO₂‑Foam具有尖晶石型结构，尖晶石型NiCo₂O₄颗粒较小，分散性高，分散均匀，避免了高负载镍基催化剂在高温下易于团聚、催化性能受限的问题；通过还原处理，得到的Ni‑Co/SiC‑SiO₂‑Foam转化率高，可以很好地催化沼气全组分转化合成气用于合成生物甲醇反应中的应用。本发明的制备方法工艺简单，成本低廉，易于工业化推广生产。

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 NiCo₂O₄/SiC-SiO₂-Foam及制备方法。

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。自然界蕴藏着丰富的沼气资源，况且沼气是一种对环境友好的优质绿色资源,作为能源所放出的有害气体比等当量的煤和石油要少得多。从长远的发展看, 随着沼气对石油相对价格的下跌和沼气转化技术的进步，沼气在二十一世纪将取代石油成为主要的化工原料。大气中过高的CO₂浓度对气候及生态平衡有极大的负作用。随着环保呼声的日益增强,如何合理利用引起温室效应的CO₂使其变废为宝,这将是引起世界各国普遍重视的问题。总之，沼气己成为继石油之后的第三大能源,以气代油是未来能源和化工原料路线转移的必然趋势。沼气(主要成分是甲烷和二氧化碳)本身是一种较清洁，易于输送的能源,由沼气出发可以加工制得与社会经济和人们生活密切相关的产品，例如，沼气蒸汽催化转化制合成气, 合成气制备各种碳氢化合物及含氧衍生物,如加工制得农用化学品，三聚氰氨等, 也可经转化制得纯氢，提供其它行业用。从甲烷转化制合成气的技术来讲,可以采用甲烷部分氧化法、甲烷自热转化法，还可采用甲烷催化部分氧化法等。目前人们较关注的是甲烷蒸汽补二氧化碳催化转化法，这样制得的合成气较适合合成甲醇。

全球每年通过各种途径排放于大气中的甲烷达到一亿吨,通过人类活动产生的排放量约为总排放量的一半左右。因此，合理有效的开发利用沼气中的甲烷和二氧化碳具有双重的意义，既可以有效的利用资源，也可以有效的控制甲烷产生的温室效应,减少甲烷对全球变暖的影响。

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。

在催化沼气全组分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应用前景。

发明内容