【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及制氢催化剂，尤其涉及一种吸附增强水气变换的复合催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、氢气作为一种清洁能源以及化工生产的原料，受到了越来越广泛的关注。目前，工业中制氢的主要途径有化石燃料制氢和电解水制氢，由于电解水制氢能耗过高，工业中普遍使用化石燃料制氢。将化石燃料通过气化或重整反应得到co，再通过水气变换(wgs)制得氢气(co+h2o→h2+co2)。该技术同时还可用于将工业生产中产生的含co的副产气体制备为高价值的氢气，实现副产气体的资源化利用以及废气治理。
2、然而，wgs技术生成的产物为混合气体，还需将h2和co2进行分离以制备高纯氢气，co2/h2的分离技术无疑增加了制氢的成本，且wgs技术以及气体分离技术反应过程中的温度差也增加了能源的消耗。吸附增强水气变换(sewgs)工艺是在同一装置中发生水气变换反应和co2吸附反应，通过在反应过程中吸附co2，促使反应向正向进行，从而使co反应更加完全且h2产率提高。
3、sewgs反应的高效进行需要保证wgs催化剂以及co2吸附剂的活性，wgs催化剂和co2吸附剂可以通过物理混合制得制备，也可以存在于同一颗粒中(双功能复合催化剂)。相比于wgs催化剂和co2吸附剂的物理混合，双功能复合催化剂可以提供更多的吸附和催化位点。但是有研究表明，用于sewgs反应的双功能复合催化剂制得的h2纯度较低，且循环稳定性较差，经数次循环后co2吸附容量显著降低。
4、因此，如何提供一种可以制备高纯h2且稳定性高的双功能复合催化剂对氢能的广泛
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种吸附增强水气变换的复合催化剂及其制备方法和应用，解决现有用于吸附增强水气变换的双功能复合催化剂循环稳定性差且制氢纯度低的问题。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法，包括以下步骤：
4、将三水合硝酸铜、六水合硝酸镁、九水合硝酸铝、柠檬酸和水混合，得到混合前驱液；
5、将混合前驱液加热后干燥，得到凝胶；
6、将凝胶于空气氛围下煅烧，得到复合催化剂基体；
7、将复合催化剂基体、碱金属硝酸盐、无水乙醇混合，然后蒸发无水乙醇，得到吸附增强水气变换的复合催化剂。
8、优选的，在上述一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法中，所述三水合硝酸铜、六水合硝酸镁、九水合硝酸铝、柠檬酸的摩尔比为1～3：5～15：1～8：10～30。
9、优选的，在上述一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法中，所述混合前驱液加热的温度为60～100℃；所述混合前驱液加热的时间为1～5h。
10、优选的，在上述一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法中，所述干燥的温度为120～140℃；所述干燥的时间为6～12h。
11、优选的，在上述一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法中，所述煅烧的温度为400～600℃；所述煅烧的时间为3～8h。
12、优选的，在上述一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法中，所述三水合硝酸铜、碱金属硝酸盐的摩尔比为1～3：1～5。
13、优选的，在上述一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法中，所述碱金属硝酸盐为硝酸钠和/或硝酸钾。
14、优选的，在上述一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法中，所述复合催化剂基体、碱金属硝酸盐、无水乙醇混合的方法为超声；所述超声的时间为1～4h；所述超声的温度为20～50℃。
15、本专利技术还提供了一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法制得的一种吸附增强水气变换的复合催化剂。
16、本专利技术还提供了一种吸附增强水气变换的复合催化剂在co2吸附增强水气变换制氢中的应用。
17、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
18、(1)本专利技术的复合催化剂以al2o3为载体，负载活性组分cu和mgo，并添加助剂碱金属硝酸盐，其中活性组分cu作为wgs催化剂，mgo作为co2吸附剂，碱金属硝酸盐进一步增强co2吸附性能。本专利技术的复合催化剂对于sewgs的co转化率大于99％，制得的h2纯度在99％以上，且循环稳定性良好，在连续循环50次后h2纯度仍然大于99％。
19、(2)本专利技术的复合催化剂采用溶胶凝胶法制备，操作简单、可控，易于工业化。
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1.一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述三水合硝酸铜、六水合硝酸镁、九水合硝酸铝、柠檬酸的摩尔比为1～3：5～15：1～8：10～30。
3.根据权利要求2所述的一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述混合前驱液加热的温度为60～100℃；所述混合前驱液加热的时间为1～5h。
4.根据权利要求2或3所述的一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为120～140℃；所述干燥的时间为6～12h。
5.根据权利要求1或2所述的一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为400～600℃；所述煅烧的时间为3～8h。
6.根据权利要求5所述的一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述三水合硝酸铜、碱金属硝酸盐的摩尔比为1～3：1～5。
7.根据权利要求2或6所述的一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法，
8.根据权利要求7所述的一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述复合催化剂基体、碱金属硝酸盐、无水乙醇混合的方法为超声；所述超声的时间为1～4h；所述超声的温度为20～50℃。
9.权利要求1～8任一项所述的一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法制得的一种吸附增强水气变换的复合催化剂。
10.权利要求9所述的一种吸附增强水气变换的复合催化剂在CO2吸附增强水气变换制氢中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述三水合硝酸铜、六水合硝酸镁、九水合硝酸铝、柠檬酸的摩尔比为1～3：5～15：1～8：10～30。
3.根据权利要求2所述的一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述混合前驱液加热的温度为60～100℃；所述混合前驱液加热的时间为1～5h。
4.根据权利要求2或3所述的一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为120～140℃；所述干燥的时间为6～12h。
5.根据权利要求1或2所述的一种吸附增强水气变换的复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为400～600℃；所述煅烧的时...
【专利技术属性】
技术研发人员：荆洁颖，屈婷，张金鹏，宋锦博，李文英，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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