[发明专利]一种铜基复合金属/多孔碳催化剂的制作方法

说明书

本发明公开了一种铜基复合金属/多孔碳催化剂的制作方法，所述铜基复合金属/多孔碳催化剂应用在甲醇水重整制氢上，所述铜基复合金属/多孔碳催化剂中碳为载体，金属ZnO为助催化剂，贵金属Pd与CuO为主催化剂。本发明针对铜基催化剂在重整反应高温过程中存在烧结问题，提供一种新型的金属复合催化剂，所述金属复合催化剂主要活性组分为CuO、Pd、ZnO经过水浴加热、高温焙烧等手段制备得到，有效改善铜基催化剂热稳定性差问题，延长反应寿命，且降低了甲醇水重整反应所需要的反应温度，间接降低了外部注入系统内部的热量。

技术领域

本发明涉及材料制备领域和催化领域，特别涉及一种铜基复合金属/多孔碳催化剂的制作方法。

背景技术

人们日益增长的物质及能源需求使开发一种可替代化石能源的新型能源变得愈发关键。近年来，氢气作为一种新型绿色高能能源，燃烧产物只有二氧化碳和水(无毒害产物)被视为替代化石能源的最佳选择之一。

目前，在化工领域中氢气主要来源于煤、提纯后的石油等一次化石能源在高温高压反应条件下，与水蒸气重整所制，此手段大量消耗了不可再生的化石能源，某种程度上没有可持续发展的主旨。

甲醇水重整制氢技术逐渐发展成熟，使得脱离化石能源直接制取氢气逐渐走向工业化，在甲醇和水重整反应的过程中，重整催化剂起到至关重要的作用，而铜基催化剂则为甲醇水重整制氢中研究最早的催化剂，其活性与选择性显著高于其他纯金属催化剂，但其热稳定性差及高温易烧结等问题限制了其在该领域的广泛应用。

此外，工业大多所用甲醇重整制氢催化剂为锌-铬基重整催化剂，但由于最佳反应温度过高，需要额外提供大量热源，同时催化剂毒性较大，需进一步改进。

因此，开发一种热稳定性较好，选择性好的铜基复合金属催化剂是本领域的工程技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种热稳定性较好，选择性好，寿命长且不需要额外提供大量热源的铜基复合金属/多孔碳催化剂的制作方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种铜基复合金属/多孔碳催化剂的制作方法，所述铜基复合金属/多孔碳催化剂应用在甲醇水重整制氢上，所述铜基复合金属/多孔碳催化剂中碳为载体，ZnO为助催化剂，贵金属Pd 与CuO为主催化剂，具体包括如下步骤：

S1：将摩尔比为1～5的铜盐、锌盐分别加入到有水和乙醇混合溶液的三口烧瓶中，设定温度并搅拌加热所述混合溶液；

S2：向所述混合溶液中依次加入占金属盐总质量比为2％～10％的钯盐和油酸钠后继续搅拌；

S3：将所述三口烧瓶移至超声仪超声使其充分分散，并移入水浴锅中恒温搅拌加热，再将产物洗涤干燥；

S4：将干燥后的混合物置于研钵中充分研磨，研磨后所述产物颗粒径直小于100μm，研磨时间为0.5～3h；

S5：将研磨后的所述产物放置管在管式炉中，在惰性气氛保护条件下进行焙烧，再将焙烧后的所述产物经过洗涤干燥后，最终得到所述CuO_x/ZnO_y/Pd_z/C重整催化剂。

优选的，所述铜盐为二氯化铜、和/或五水合硫酸铜、和/或醋酸铜中的一种或多种组合，所述锌盐为二氯化锌、和/或醋酸锌、和/或硝酸锌中的一种或多种组合。

优选的，所述水为去离子水，所述乙醇为纯度98％的工业乙醇，所述水和所述乙醇的体积比为1：5。

优选的，所述钯盐为二氯化钯。

优选的，所述油酸钠与整体金属盐的摩尔比为2：1～5：1。