[发明专利]一种高效负载型双金属催化剂及制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种高效负载型双金属催化剂及制备方法和应用，将双金属组分溶解于溶剂中，加入燃料，得到前驱体溶液，将前驱体负载到载体上，静置后干燥；将所得产物研磨后进行间歇式介质阻挡放电处理；将产物焙烧，得到高效负载型双金属催化剂。本发明的制备方法成本低、制备过程简单、易操作，制备周期短，所得的催化剂活性高稳定性好，在甲烷干重整反应中具有良好的发展前景。

技术领域

本发明属于催化科学技术和材料制备领域，具体涉及一种高效负载型双金属催化剂及制备方法和应用。

背景技术

二氧化碳和甲烷作为主要的温室气体，也是最丰富的碳源。甲烷干重整反应利用二氧化碳和甲烷作为原料气来制备合成气是一种很有前景技术，由此产生的合成气是一种有价值的原料，可以从中生产多种燃料和化学品，如氢气、甲醇和二甲醚等。

镍基催化剂相较于贵金属催化剂而言价格低廉、来源广泛且催化活性高，被广泛的应用于甲烷干重整反应中。但是，镍基催化剂在高温下容易因为积碳而失活，并且纳米镍颗粒容易发生烧结，因此，开发高效﹑稳定﹑抗积碳的镍基催化剂是目前研究的热点。

Zarei等人以聚乙二醇和柠檬酸为表面活性剂和燃料，采用燃烧溶胶-凝胶法制备了具有高比表面积的Ni-MgAl₂O₄催化剂，但其制备方法复杂，不易于规模放大[Zarei M,Meshkani F,Rezaei M.Preparation of mesoporous nanocrystalline Ni-MgAl₂O₄catalysts by sol-gel combustion method and its applications in dry reformingreaction[J].Advanced Powder Technology,2016,27(5):1963-1970.]。

此外，Li等人合成了有序介孔Ni/La₂O₃催化剂，并研究了Ni/La₂O₃界面对CO₂活化的协同作用，但其催化性能一般，在650℃下，CH₄转化率仅为63％，CO₂转化率仅为70％[Li K,Chang X,Pei C,et al.Ordered mesoporous Ni/La₂O₃ catalysts with interfacialsynergism towards CO₂ activation in dry reforming of methane[J].AppliedCatalysis B:Environmental,2019,259:118092.]。

发明内容

为克服现有技术中催化剂制备方法复杂，催化剂催化性能差的问题，本发明的目的在于提供一种高效负载型双金属催化剂及制备方法和应用，通过将介质阻挡放电等离子体技术与溶液燃烧法相结合，形成微燃烧法制备负载型双金属催化剂，整个微燃烧过程产生的是脉冲火花而不是火焰，持续时间非常短且离散，释放的热量比传统燃烧法少得多，有利于抑制积碳，并且成本低、过程简单、易操作，制备周期短，易于大规模制备，所得的催化剂活性高，稳定性好，克服了溶液燃烧法可控性较差，存在安全隐患的缺陷。

为达到上述目的，本发明采用技术方案如下：

一种高效负载型双金属催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将双金属组分溶解于溶剂中，加入燃料，得到前驱体溶液，将前驱体负载到载体上，静置后干燥；

(2)将步骤(1)所得产物研磨后进行间歇式介质阻挡放电处理；

(3)将步骤(2)所得产物焙烧，得到高效负载型双金属催化剂。