铜基甲醇水蒸气重整制氢催化剂及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114870859A(43)申请公布日2022.08.09(21)申请号202210389463.6(22)申请日2022.04.13(71)申请人宁波中科科创新能源科技有限公司地址315300浙江省宁波市慈溪市坎墩街道坎墩西街20号(72)发明人邹亮亮刘得友杨辉(74)专利代理机构深圳市嘉勤知识产权代理有限公司44651专利代理师董琳(51)Int.Cl.B01J23/89(2006.01)B01J35/10(2006.01)C01B3/32(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称铜基甲醇水蒸气重整制氢催化剂及其制备方法(57)摘要本申请公开一种活性位点高分散性、均匀性的甲醇水蒸气重整制氢铜基催化剂及其制备方法，所述制备方法包括：引入含锌有机框架结构材料，制备含铜、铝金属盐混合溶液；调节所述金属盐混合溶液pH至碱性，使金属离子均匀沉淀，获得沉淀物；将所述沉淀物干燥后得到催化剂前体；将所述催化剂前体高温氧化处理，得到催化剂，在第一催化剂基础上负载微量铂金属得到目标催化剂，提高催化剂活性和选择性，降低催化剂所需的反应温度，降低能耗。所述方法能够在相对较低温度下制备高性能、高选择性的催化剂。CN114870859ACN114870859A权利要求书1/1页1.一种铜基甲醇水蒸气重整制氢催化剂的制备方法，其特征在于，包括：引入锌有机框架结构材料、制备含铜、铝金属盐混合溶液；通过水解方式调节所述金属盐溶液pH为碱性，使得金属离子均匀沉降，获得沉淀悬浊液；将所述沉淀悬浊液中的沉淀物干燥后得到催化剂前体；将所述催化剂前体高温氧化处理，得到第一催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括：在所述第一催化剂浆料中引入铂盐，通过第一催化剂多孔结构中活性位的表面自吸附/沉降获得贵金属负载。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，获得贵金属负载的方法包括：将所述第一催化剂配置成浆料，并向所述浆料中加入铂盐溶液，得到第一催化剂混合浆料；搅拌至铂离子吸附至第一催化剂表面、孔道或缺陷位；过滤干燥后再高温氧化处理得到目标催化剂。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，调节所述金属盐溶液pH为碱性的方法包括：将所述金属盐混合溶液在60℃～90℃的反应温度下，加入尿素、碳酸氢钾或碳酸锂溶液，调节溶液的pH值在7‑8范围内。5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述高温氧化处理包括：在高温炉中进行焙烧，去除所述催化剂前体中的有机组分，并将所述催化剂前体充分氧化；所述焙烧温度范围为350℃～450℃，焙烧时间为3小时～6小时，其气氛为空气、氧气、氢氩混合气或氢氮混合气中的至少一种。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一催化剂包括质量分数为40％‑57.5％的CuO、30％‑40％的ZnO以及5％‑20％的Al2O3。7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述目标催化剂包括质量分数为40％‑57.5％的CuO、30％‑40％的ZnO、5％‑20％的Al2O3以及0.1‑1％的PtO2。8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，其中，ZnO与Al2O3的质量比为(2.4‑2.6)：1。9.一种催化剂，其特征在于，所述催化剂包括质量分数为40％‑57.5％的CuO、30％‑40％的ZnO以及5％‑20％的Al2O3。10.根据权利要求9所述的催化剂，其特征在于，还包括质量分数为0.1％‑1％的PtO2；和/或，所述催化剂具有多孔结构。2CN114870859A说明书1/7页铜基甲醇水蒸气重整制氢催化剂及其制备方法技术领域[0001]本申请涉及甲醇重整制氢催化剂制备技术领域，具体涉及一种甲醇水蒸气重整制氢铜基催化剂及其制备方法。背景技术[0002]近20年来，甲醇水蒸气重整(MSR)制氢作为燃料电池的氢燃料来源，具有洁净、高效、方便运输等优点，受到广泛关注。催化剂的活性、选择性和稳定性与甲醇重整制氢的效率密切相关。另外，从车用动力氢燃料电池的工作条件考虑，甲醇水蒸气重整制氢反应必须在较温和的条件下进行，因此寻求兼具低温、高活性和高选择性的催化剂是该途径制氢商业化的技术瓶颈。[0003]常用的甲醇水蒸气重整制氢催化剂一般可分为两类，一类是铜基催化剂，因其成本低、活性好、选择性高且工艺比较成熟等优点而成为研究和应用最多的催化剂，工业上大量使用的催化剂是CuO/ZnO/Al2O3，为包含三种氧化物的三元催化剂。但由于Cu基催化剂在甲醇水蒸气重整制氢反应中，催化剂需要在300℃以上才会体现较好的活性，通常使用温度在450℃左右。另一类是铂族等贵金属催化剂，优点是活性高、选择性好、稳定性强、受毒物和热影响小。铂钯系催化剂中