[发明专利]一种碳化物改性Ni基有序介孔硅催化材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种碳化物改性Ni基有序介孔硅催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

1)钼酸铵-三聚氰胺杂化物的制备：将钼酸铵水溶液与三聚氰胺水溶液在室温下混合，老化2-5小时，产生白色沉淀物，后经抽滤、洗涤、干燥，得到钼酸铵-三聚氰胺杂化物；

其中，钼酸铵水溶液的浓度为0.1-0.2mol/L，三聚氰胺水溶液的浓度为0.05-0.1mol/L；钼酸铵与三聚氰胺的摩尔比为1:1-4:1；

2)碳化钼-有序介孔硅复合物的制备：

①将P123溶于盐酸溶液，于40-60℃水浴搅拌2-4小时，然后加入上述获得的钼酸铵-三聚氰胺杂化物，继续搅拌4-6小时至钼酸铵-三聚氰胺完全溶解，滴入正硅酸乙酯，继续搅拌5-10小时，最后将溶液在100-120℃下保持20-24小时，后经抽滤、干燥，得到碳化钼-有序介孔硅复合物前体；其中，P123与钼酸铵的摩尔比为1-5:1；正硅酸乙酯中Si与钼酸铵中Mo的摩尔比为1-100：1；

②将上述获得碳化钼-有序介孔硅复合物前体在氢气/惰性气体混合气氛或是纯惰性气体中升温至600-700℃，保持1-4小时，焙烧后样品降至室温后在1％O₂/Ar气氛中钝化10-12h，得到碳化钼-有序介孔硅复合物；

3)碳化物改性Ni基有序介孔硅催化剂的制备：以上述获得的碳化钼-有序介孔硅复合物为载体，按照Ni/(Ni+载体)的质量百分比为1-20％，配置成金属镍盐溶液，通过浸渍法将金属镍盐溶液与上述碳化钼-有序介孔硅粉末室温混合，持续搅拌1-2小时，然后在室温老化24-48h后，干燥，最后于空气气氛中400-600℃焙烧1-4小时，得到碳化物改性Ni基有序介孔硅催化剂。

2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤②中，所述惰性气体为氮气、氩气或氦气中的一种，气体流量为50-150mL/min，混合气中氢气的体积分数为5-50％。

3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤3中)，所述金属镍前驱盐为硝酸镍、乙酸镍、硫酸镍、氯化镍中的一种。

4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤1)中，三聚氰胺水溶液的配置方法为：将三聚氰胺溶于去离子水中，加热至80-100℃，搅拌至三聚氰胺完全溶解。

5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述干燥的条件为：80-100℃下干燥3-5小时；步骤①中，所述干燥的条件为：80-100℃下干燥3-5小时；步骤3)中，所述干燥的条件为：100-150℃下干燥12-24小时。

6.权利要求1-5中任意一项所述的制备方法得到的碳化物改性Ni基有序介孔硅催化剂在等离子体-催化耦合甲烷-二氧化碳重整反应中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述等离子体由介质阻挡放电产生，等离子体电源的输入功率为20-500W，中心频率为2-50kHZ，输入电压为0.5-265V，输入电流为0.1-2.5A。

8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述催化剂在进行等离子体-催化耦合CH₄-CO₂重整反应之前，先进行预处理，所述预处理的方法为：催化剂在纯H₂气氛于400-600℃预处理1-4h。

9.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述反应在反应器中进行，反应器的材质为陶瓷、玻璃或石英；反应器无额外热源输入。

10.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，反应压力为常压，反应气为CH₄、CO₂与惰性气体的混合气，其中惰性气体的体积百分比为0-80％，CH₄和CO₂的体积百分比为1:1～1:4，反应空速为10,000-1,500,000mL/g/h。