[发明专利]适用于甲烷干重整的镍硅催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种适用于甲烷干重整的镍硅催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；

(1)二氧化硅负载镍盐：以水为分散剂，将二氧化硅、镍盐和α-D葡萄糖分散在去离子水中，得到混合液，混合液超声后继续在室温下搅拌，干燥除去水分得到二氧化硅负载的镍盐；

(2)二氧化硅负载Ni-N-C材料：将步骤(1)得到的上述二氧化硅负载的镍盐和三聚氰胺混合后研磨，研磨后的混合物在N₂氛围下高温碳化得到二氧化硅负载Ni-N-C材料；

(3)二氧化硅负载的镍基催化剂：将步骤(2)得到的二氧化硅负载Ni-N-C材料在空气氛围中去除碳主体，得到二氧化硅负载的镍基催化剂；

适用于甲烷干重整的镍硅催化剂，组成特征是二氧化硅、硅酸镍和少量的碳，其中二氧化硅是载体，Ni-N-C空气中煅烧后由于镍的分散性及其与载体强的相互作用形成硅酸镍，少量碳的存在用于减少催化剂的烧结、提高催化剂的稳定性；

所述步骤(1)中镍盐和二氧化硅的质量比为1-10:20，六水合硝酸镍和α-D葡萄糖的质量比为1:10-15，上述混合液超声30min后继续在室温下搅拌1-24h，100℃干燥；

所述步骤(3)中去除碳主体的温度为400～700℃，保留时间为1h，去除碳主体后样品中的碳含量在0.1～5wt％。

2.根据权利要求1所述的一种适用于甲烷干重整的镍硅催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)在N₂氛围下800℃高温碳化2h，升温速率5℃/min。

3.根据权利要求1所述的一种适用于甲烷干重整的镍硅催化剂的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅负载的镍盐中镍的质量百分比为1-10％。

4.根据权利要求1所述的一种适用于甲烷干重整的镍硅催化剂的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅包含但不限于SBA-15，还可以为SBA-16、MCM-41、MCM-48、MCM-50、中空二氧化硅、MSU其中一种；

所述镍盐包含但不限于六水合硝酸镍，还可以为硫酸镍、氯化镍、氨基磺酸镍、溴化镍、氢氧化亚镍其中一种。

5.基于权利要求1-4任一项方法制备得到的镍硅催化剂的应用，其特征在于，所述二氧化硅负载的镍基催化剂在高温下，催化甲烷和二氧化碳反应制备合成气。

6.根据权利要求5所述的镍硅催化剂的应用，其特征在于，所述二氧化硅负载的镍基催化剂在反应开始前经过10％H₂在25-700℃，并在700℃停留1h原位还原；反应温度为500-900℃，反应压力为常压，进料气体比例CH₄：CO₂：Ar为1:1:3，空速GHSV＝60000mLh^-1gcat^-1。

7.根据权利要求5所述的镍硅催化剂的应用，其特征在于，所述二氧化硅负载的镍基催化，在500-850℃的条件下，催化甲烷干重整制备合成气；在甲烷干重整前，用10％H2/90％Ar原位还原，还原温度为室温到700℃，并在700℃停留1h，升温速率为10℃/min，随后切换为氩气吹扫1h除去体系中的氢气，所述甲烷干重整的进料气甲烷比二氧化碳为1:1，使用氩气作为平衡气，空速GHSV＝60,000mLh^-1gcat^-1。