[发明专利]碳包覆氧化镍的催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳包覆氧化镍的催化剂的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：

提供一碳包覆镍的纳米复合材料作为原粉，向所述原粉中加入粘结剂混合得到湿料团；

所述湿料团经干燥后在惰性气氛进行第一焙烧处理；

所述第一焙烧处理后的产物进行成型处理；及

所述成型处理后的产物在空气中进行第二焙烧处理，得到碳包覆氧化镍的催化剂；

所述催化剂包括载体及负载于所述载体上的活性组分，所述活性组分为碳包覆氧化镍的纳米复合材料，所述碳包覆氧化镍的纳米复合材料含具有外膜和内核的核膜结构，所述外膜为石墨化碳膜，所述内核包含氧化镍纳米颗粒；

以所述催化剂的重量为基准，所述氧化镍的含量为40%~90%，所述载体的含量为10%~60%，所述碳含量为0.1%～1%，所述催化剂中各组分含量之和为100%；

以质量比计，所述催化剂中由X射线光电子能谱确定的碳元素与经元素分析中确定的碳元素含量之比不小于10；

所述催化剂的拉曼光谱中，位于1580cm^-1附近的G峰强度与位于1320cm^-1附近的D峰强度的比值大于2；

所述载体为氧化铝。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述成型处理前还包括：对所述第一焙烧处理后的产物在空气中进行一次或多次的第三焙烧处理，以调控所述催化剂的孔形貌。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第三焙烧处理包括将所述第一焙烧处理后的产物以1℃/min~20℃/min的升温速率加热至200℃~500℃保持恒温0.5h~10h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一焙烧处理包括：将所述干燥后的湿料团以1℃/min~20℃/min的升温速率加热至400℃~800℃保持恒温至1h~10h；所述第二焙烧处理包括：将所述成型处理后的产物以1℃/min~20℃/min的升温速率加热至200℃~500℃保持恒温4h~10h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为铝溶胶、硅溶胶或硅铝溶胶。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂由拟薄水铝石和胶溶剂制得，胶溶剂选自硝酸水溶液、盐酸水溶液和柠檬酸水溶液中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂还包含润滑剂，所述润滑剂选自田菁粉、柠檬酸、淀粉和羧甲基纤维素中的一种或多种；所述润滑剂的质量为所述原粉质量的1%~6%。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述湿料团中的液固质量比为0.8~1.5，所述原粉占所述湿料团中固体质量的20%~80%。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述干燥温度为20℃~100℃，干燥时间为3h~24h，干燥气氛为惰性气氛或空气气氛。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述成型处理选自挤条、滚球、压片和造粒中的一种或多种。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳包覆镍的纳米复合材料含具有壳层和内核的核壳结构，所述壳层为石墨化碳层，所述内核为镍纳米颗粒，以所述碳包覆镍的纳米复合材料的重量为基准，所述碳含量为15wt%~60wt%，所述镍含量为40wt%~85wt%。

12.一种碳包覆氧化镍的催化剂，其特征在于，采用权利要求1~11中任一项所述的方法制备。

13.一种催化一氧化二氮分解的方法，其特征在于，包括采用权利要求12所述的催化剂与一氧化二氮接触进行催化分解反应生成氮气和氧气。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述催化分解反应中，反应温度为300℃~420℃，反应空速为500～3000毫升反应气/（小时•克催化剂），所述一氧化二氮的体积浓度为30%~40%。