[发明专利]一种CH4

说明书

本发明公开一种CH₄‑CO₂重整催化剂及其制备方法，涉及CH₄‑CO₂重整催化技术领域，将碳材料与含氮前驱体混合后置于高温焙烧炉中在650℃‑850℃下焙烧获得氮改性碳材料；将上述获得的氮改性碳材料浸渍于钴盐溶液中，浸渍过程中加入助剂；将浸渍获得的含钴碳材料进行高温碳化，碳化过程中通入含碳气体，碳化时间为3‑8 h，自然冷却后获得CH₄‑CO₂重整催化剂。采用本发明方法制备的催化剂具有较好的催化活性和热稳定性。此外，活性金属前驱体钴和助剂的添加可以定向精准调控碳化钴活性相微观结构和特定晶面的暴露，将更多有利于重整反应催化活性的晶面暴露在催化剂表面，提高催化剂的催化性能。

技术领域

本发明涉及CH₄-CO₂重整催化技术领域，具体涉及一种CH₄-CO₂重整催化催化剂及其制备方法。

背景技术

CH₄和CO₂作为温室气体的主要成分，对环境影响巨大。CH₄-CO₂重整反应不仅可以综合利用CH₄、CO₂这两种温室气体，而且其产物为H₂和C，可以直接作为费托合成的原料气合成碳链较长的烃类。

CH₄-CO₂重整反应是强吸热反应，需要在较高的温度下进行，反应气体的转化率和产物的选择性受反应温度影响较大。反应温度高和甲烷裂解、一氧化碳歧化等副反应生成的积碳和活性金属的烧结是导致催化剂失活的主要原因。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种CH₄-CO₂重整催化剂的制备方法，所述方法以氮改性碳材料为载体负载活性金属钴及助剂后经含碳气体高温碳化制备获得CH₄-CO₂重整催化剂。

进一步地，所述氮改性碳材料通过将碳材料与含氮前驱体混合后在惰性气体气氛中高温改性获得。

更进一步地，所述碳材料与含氮前驱体的质量比为0.5:1-1：1。

更进一步地，所述含氮前驱体为三聚氰胺、双氰胺、苯胺、吡咯中的任意一种或两种及两种以上的混合物。

更进一步地，所述含碳气体为CO、CH₄、C₂H₂、C₂H₄中的任意一种或两种及两种以上的混合物。

更进一步地，所述助剂为Mn盐、Na盐、Li盐中的一种。

更进一步地，所述金属钴采用的原料为硝酸钴、醋酸钴、氯化钴中的一种。

更进一步地，所述方法具体包括：

S1：将碳材料与含氮前驱体混合后置于高温焙烧炉中在650℃-850℃下焙烧获得氮改性碳材料；

S2：将步骤S1获得的氮改性碳材料浸渍于钴盐溶液中，浸渍过程中加入助剂；

S3：将步骤S2中浸渍获得的含钴碳材料进行高温碳化，碳化过程中通入含碳气体，碳化时间为3-8 h，自然冷却后获得CH₄-CO₂重整催化剂。

为解决上述问题，本发明还提供一种催化剂，所述催化剂采用本发明所述方法制备获得。

本发明的有益效果：