一种逆水煤气变换催化剂及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112604691A(43)申请公布日2021.04.06(21)申请号202011472133.0(22)申请日2020.12.14(71)申请人浙江海洋大学地址316022浙江省舟山市定海区临城街道海大南路1号(72)发明人赵舒影王路辉刘辉(74)专利代理机构杭州杭诚专利事务所有限公司33109代理人尉伟敏(51)Int.Cl.B01J23/83(2006.01)B01J37/03(2006.01)C01B32/40(2017.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种逆水煤气变换催化剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及催化剂技术领域，公开了一种逆水煤气变换催化剂及其制备方法和应用。该催化剂以氧化镧为载体，负载钴单质，化学式表示为Co/La2O3，制备方法如下：将六水合硝酸镧和六水合硝酸钴溶于水中，搅拌均匀后，制成混合溶液；在20‑30℃、搅拌条件下，将碳酸钠溶液滴加到混合溶液中，将溶液pH调节至9‑11后，继续搅拌4‑5h，再静置20‑24h老化；过滤，将沉淀洗涤至中性后，干燥；在550‑650℃下煅烧3.5‑4.5h后，获得逆水煤气变换催化剂。本发明将钴负载在氧化镧中，能减少逆水煤气变换的副产物甲烷；并采用共沉淀法制备Co/La2O3，能进一步减少甲烷的生成，并提高催化剂的催化活性和热稳定性。CN112604691ACN112604691A权利要求书1/1页1.一种逆水煤气变换催化剂，其特征在于，化学式表示为Co/La2O3；所述催化剂以La2O3为载体，负载Co单质。2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂中，Co的质量分数为8.9‑10.7wt%。3.一种如权利要求1‑2之一所述催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将六水合硝酸镧和六水合硝酸钴溶于水中，搅拌均匀后，制成混合溶液；（2）在20‑30℃、搅拌条件下，将碳酸钠溶液滴加到混合溶液中，将溶液pH调节至9‑11后，继续搅拌4‑5h，再静置20‑24h老化；（3）过滤，将沉淀洗涤至中性后，干燥；（4）在550‑650℃下煅烧3.5‑4.5h后，获得逆水煤气变换催化剂。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述六水合硝酸镧与六水合硝酸钴的质量比为4.5‑5.5:1。5.如权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述六水合硝酸钴与水的质量体积比为1g:400‑450mL。6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述碳酸钠溶液的浓度为0.15‑0.25mol/L。7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，干燥温度为110‑130℃，时间为6‑7h。8.一种应用如权利要求1‑2之一所述催化剂进行逆水煤气变换反应的方法，其特征在于，包括以下步骤：（I）将所述催化剂加入反应容器中，通入H2/Ar混合气，在550‑650℃下反应40‑50min；（II）向反应容器中通入CO2和H2，在600‑650℃下进行逆水煤气变换反应。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤（I）中，所述H2/Ar混合气中，H2的体积分数为20‑25%。10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤（II）中，所述CO2的流速为45‑55mL/min，所述H2的流速为45‑55mL/min。2CN112604691A说明书1/5页一种逆水煤气变换催化剂及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及催化剂技术领域，尤其涉及一种逆水煤气变换催化剂及其制备方法和应用。背景技术[0002]CO2在大气中的浓度急剧增长，引发一系列严峻的环境问题，如气候变暖、冰川融化和海洋酸化等，已严重威胁到人类的生存环境。同时，CO2也是世界上储量最丰富和最为廉价的C1资源，其资源化利用已成为当今世界研究的热门课题之一。CO2分子具有高的第一电离能(13.79eV)和较高的电子亲和能(38eV)，属于难给出电子而易获得电子的分子，即CO2的还原需要输入高能电子给体，如还原剂H2、C负离子或外部光源等。目前，H2可以通过多种途径获得，如电解水制H2、光解水制H2和生物质制H2等，所以CO2资源化重点主要聚焦于CO2加氢转化。[0003]逆水煤气变换反应(CO2+H2＝CO+H2O)可以将温室气体二氧化碳转化为更有利用价值的CO，近年来备受关注。Ni和Co基催化剂可用于催化二氧化碳逆水煤气变换反应。然而，镍催化剂在反应过程容易生成甲烷副产物，存在逆水煤气变换反应选择性差的问题；钴基催化剂虽然选择性优于镍基催化剂，但反应过程中仍然会有甲烷生成，现有技术中将Co单质负载在一些载体上，虽然能提高催化效率，但难以解决生成副产物甲烷的问题，例如，