[发明专利]一种甲烷制氢催化剂及其制备方法及应用

权利要求书

1.一种甲烷制氢催化剂，其特征在于，所述催化剂以硅铝钛复合氧化物为载体，以钯为活性组分；

所述催化剂由以下方法制备：利用钛源、铝源及硅源采用共沉淀法制备硅铝钛复合氧化物，再将钯源前驱体负载在硅铝钛复合氧化物上经焙烧得到催化剂粉末，通过成型步骤将催化剂粉末加工为催化剂成品；

所述催化剂制备过程中，钛源、铝源、硅源及钯源的原料投料按照TiO₂、Al₂O₃、SiO₂及PdO计，质量比例为：20~80：50~100：10~60：0.5~3。

2.根据权利要求1所述的甲烷制氢催化剂，其特征在于，所述成型步骤为蜂窝成型步骤，成型过程中加入玻璃纤维及去离子水，成型时的各组分质量百分含量为：催化剂粉末为63%-70%，玻璃纤维5.0%-8.0%，去离子水25%-30%；成型后经过干燥煅烧得到产品。

3.根据权利要求2所述的甲烷制氢催化剂，其特征在于，所述催化剂成品的孔数为32孔/平方英寸，壁厚为1.4mm。

4.一种甲烷制氢催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）硅铝钛复合氧化物的制备：将钛源、铝源和硅源溶液加入反应容器中，在一定温度下调节混合溶液pH使之形成沉淀，老化一定时间，将沉淀过滤、洗涤、干燥得到硅铝钛复合氧化物；

（2）粉末催化剂的制备：将步骤（1）制备的硅铝钛复合氧化物分散于钯源浸渍液中，在一定温度下搅拌一定时间后蒸干水分，然后继续干燥后煅烧制得粉末催化剂；

（3）将步骤（2）制备的粉末催化剂与成型助剂玻璃纤维和去离子水混合，经过混料、炼泥、陈化和挤出成型，制得成型样品；

（4）蜂窝状催化剂的后处理：将挤出成型样品再次干燥煅烧得到产品；

其中，所述步骤（1）和步骤（2）中，钛源、铝源、硅源及钯源的原料投料按照TiO₂、Al₂O₃、SiO₂及PdO计，质量比例为：20~80：50~100：10~60：0.5~3。

5.根据权利要求4所述的甲烷制氢催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，控制反应容器的反应温度为60~80℃，形成沉淀时的pH为8~10，老化时间为1~2h。

6.根据权利要求4所述的甲烷制氢催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中通过加入碳酸钾的碱性溶液调节混合溶液的pH。

7.根据权利要求4所述的甲烷制氢催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，浸渍过程中在60~80℃条件下搅拌至少4h，在80~100℃条件下蒸干水分，蒸干后的物料在80~120℃下干燥12~24h，然后在500~600℃下煅烧至少4.0h，制得粉末催化剂。

8.根据权利要求4所述的甲烷制氢催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，挤出成型样品在80-100℃下干燥12-24h后，再在500-600℃下煅烧4-12h，即得产品。

9.根据权利要求4所述的甲烷制氢催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，各组分质量百分含量为：催化剂粉末为63%~70%，玻璃纤维5.0%~8.0%，去离子水25%~30%。

10.权利要求1~3任一项所述的催化剂在加氢站用天然气重整制氢中应用。