[发明专利]用于乙酸自热重整制氢的水铝钙石衍生钴基催化剂

摘要

本发明涉及一种乙酸自热重整制取氢气的水铝钙石衍生钴基催化剂。本发明针对现有催化剂在乙酸自热重整反应中催化剂结构的变化和活性组分的氧化及烧结，导致催化剂失活的问题，提供一种结构稳定、耐烧结、耐氧化、抗积炭、活性高的新的催化剂。本发明的催化剂的摩尔组成是(CaO)_a(CoO)_b(AlO_1.5)_c，其中a为1.66‑5.19，b为0.34‑0.81，c为1.0。本发明采用共沉淀法制备了Ca‑Al水铝钙石结构的前驱体，经焙烧得到了Ca‑Co‑Al‑O介孔复合氧化物，该催化剂以氧化钙为骨架，含有钴铝尖晶石物相和少量的Ca₁₂Al₁₄O₃₃，抑制了催化剂的酸性，提高了催化剂的抗积炭性能和抗烧结能力，提高了乙酸自热重整制氢活性。

主权项

1.水铝钙石衍生钴基催化剂在乙酸自热重整制氢过程中的应用，其特征在于：将50‑300mg催化剂在乙酸自热重整反应前于600‑800℃、20‑40ml/min的H₂氛中还原1小时，进行活化处理，随后通入乙酸/水/氧气的摩尔比＝1.0/(2.5‑5.0)/(0.2‑0.4)的混合气体，在催化剂床层进行反应，反应温度为500‑700℃；所述催化剂由以下方法制备而成：配制钙、钴、铝金属硝酸盐的混合溶液#1；配置沉淀剂：根据碳酸根和氢氧根的摩尔比为1：16，按照金属阳离子Ca、Co、Al的电荷总和与氢氧根的摩尔比为1：8，配制碳酸钠和氢氧化钠的混合溶液#2；在60℃‑70℃下，将#1溶液和#2溶液滴加到烧杯中不断搅拌进行共沉淀反应，通过控制沉淀剂的加入速度，控制溶液pH在10.5±0.5，并维持搅拌老化18h，所得混合物抽滤、洗涤，置于105℃烘箱中干燥12h得到Ca‑Al水铝钙石结构的前驱体；在600‑800℃焙烧4h得到Ca‑Co‑Al‑O介孔复合氧化物催化剂，该催化剂以氧化钙为骨架，含有钴铝尖晶石物相和少量的Ca₁₂Al₁₄O₃₃，其摩尔组成为(CaO)_a(CoO)_b(AlO_1.5)_c，其中a为1.66‑5.19且a≠1.66，b为0.34‑0.81，c为1.0，按照重量百分比组成为：氧化钙为53.2‑71.6％且氧化钙含量不为53.2％，氧化钴为14.1‑15.7％，氧化铝为14.3‑31.1％。