[发明专利]一种基于Cu和MgO的双功能催化剂及制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于Cu和MgO的双功能催化剂，其特征在于，以Al₂O₃为载体，Al₂O₃载体上均匀分散有MgO颗粒，部分Cu以离子掺杂的形式存在于MgO颗粒的晶格中，其余Cu以金属颗粒形式均匀分散在催化剂表面；以催化剂的总质量为基准，Al₂O₃的质量百分含量为30-35%，MgO的质量百分含量为60%，Cu的总质量百分含量为5-10%，掺杂于MgO晶格中的Cu离子的质量百分含量为3.5%-3.8%，分散在催化剂表面的Cu颗粒的质量百分含量为1.5%-6.2%；该催化剂中MgO为二氧化碳吸收活性组分，掺杂到MgO颗粒的晶格中的Cu离子能够提高MgO的二氧化碳吸收性能，同时促进MgO在吸收二氧化碳过程中形成更多的双齿碳酸盐物种；并且由以下制备方法得到：

（1）将0.05-0.1质量份的三水合硝酸铜，1质量份的六水合硝酸镁，0.6-0.7质量份的九水合硝酸铝以及1.3-1.7质量份的无水柠檬酸完全溶解于去离子水中，形成前驱体溶液；

（2）在剧烈搅拌条件下，将步骤（1）配置的前驱体溶液放置于70-85℃ 的水浴中敞口搅拌至溶液凝胶；

（3）将步骤（2）得到的凝胶状物质干燥，之后在330-450℃ 温度条件下空气焙烧4-5h，得到目标催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种基于Cu和MgO的双功能催化剂，其特征在于，所述MgO颗粒的粒径为4-5nm。

3.根据权利要求1所述的一种基于Cu和MgO的双功能催化剂，其特征在于，所述Cu颗粒的粒径为4-6nm。

4.根据权利要求1所述的一种基于Cu和MgO的双功能催化剂，其特征在于，所述步骤（3）中的干燥温度为160-180 ℃ ，干燥时间为10-12 h。

5.一种如权利要求1-4中任一项所述基于Cu和MgO的双功能催化剂的应用，其特征在于，用于吸收增强式甲醇蒸汽重整制氢反应，按照以下步骤进行：

（1）将催化剂进行压片处理后的固体氧化物颗粒装入反应器，经过还原处理后通入甲醇和水进行反应；

（2）反应结束后，停止通入甲醇-水混合液，并将反应器催化剂床层升温至330-400℃ ，在N₂氛围下保持2-3 h对催化剂进行再生，随后降温至反应温度，进行再一次反应。