[发明专利]一种逆水煤气球型铜基氧化铝催化剂的制备方法

说明书

本发明公开逆水煤气球型铜基氧化铝催化剂的制备方法，获得粒径均匀的球型铜基氧化铝负载型催化剂，并且所用原料药剂安全易得，用于逆水煤气催化，在较低温度375℃下表现出较高的催化反应活性，CO₂转化率达到68％，该材料对逆水煤气反应和水煤气转化反应具有特别的价值。

技术领域

本发明属于化工领域，一种逆水煤气球型铜基氧化铝催化剂的制备方法。

背景技术

水煤气(WGS)变换反应已经研究了近一个世纪，工艺比较成熟。而逆水煤气变换反应(RWGS)可以利用丰富而廉价的二氧化碳作为碳源，利用RWGS反应生成的一氧化碳作为中间产物，采用F-T合成法制备烯烃；也可以利用RWGS生产乙醇。目前广泛应用于生产甲醇的CAMERE法，其中高温下的RWGS反应是其关键步骤，一氧化碳的转化率越高对甲醇的合成就越有利。因此高稳定性的催化剂对CAMERE反应至关重要。

传统的RWGS催化剂主要包括铝酸锌催化剂、Pt/CeO₂催化剂、铜基催化剂和锰基催化剂等。上述催化剂大部分包含贵金属，成本居高不下，不适合大规模工业化推广。而近期开发的铁系催化剂由于催化效率不高，现阶段无法大规模推广。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明目在于提供一种逆水煤气球型铜基氧化铝催化剂的制备方法，该方法可以获得粒径均匀的球型铜基氧化铝负载型催化剂，并且所用原料药剂安全易得，用于逆水煤气催化，在较低温度下表现出较高的催化反应活性，对降低逆水煤气反应和水煤气转化反温度应具有较高的价值。

为了实现发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种逆水煤气球型铜基氧化铝催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)使用硝酸铜Cu(NO₃)₂作为活性组分前驱体，将硝酸铜烘干备用；

2)球形氧化铝粉末为催化剂载体，在100-120℃下用氮气吹扫0.5-2h；

3)将球形氧化铝粉末加入水中，在120-160r/min的转速下搅拌3-6h，使球形氧化铝粉末完全分散在水中；

4)将硝酸铜配成质量百分比3％-7％的硝酸铜溶液，步骤4)的硝酸铜和步骤3)的氧化铝的摩尔数比值为2：1—4：1；

5)取硝酸铜摩尔量100％～150％的弱碱，与硝酸铜溶液一并倒入氧化铝浆料中，在60-100r/min的速率下搅拌加热至70-110℃，反应3-6h；

发生如下反应：Cu²⁺+2OH^-→Cu(OH)₂；

生成的氢氧化铜沉淀迅速富集在球型氧化铝表面；

6)然后用液氮快速冷冻上述混合溶液，并在冷冻干燥机中-15—-5℃放置干燥12-24h；干燥后的粉末在380-420℃的温度下焙烧2-5h，氢氧化铜转化为氧化铜，具备催化活性，最终得到球型铜基氧化铝负载型催化剂。

所述硝酸铜在100-120℃下烘干12-24h备用。

所述球形氧化铝粉末比表面积20-32m²/g。

所述步骤3)加入水的质量百分比为球形氧化铝粉末的300％～600％。

采用本方法可获得如下有益效果：获得粒径均匀的球型铜基氧化铝负载型催化剂，并且所用原料药剂安全易得，用于逆水煤气催化，在较低温度375℃下表现出较高的催化反应活性，CO₂转化率达到68％，该材料对逆水煤气反应和水煤气转化反应具有特别的价值。

具体实施方式

下面结合具体实施例进行说明：