【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂和环境保护，具体涉及一种二氧化碳甲烷化催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着经济社会的发展，二氧化碳排放总量久居高位，带来了一系列环境和社会问题。当前，低碳经济以及碳资源的低碳利用已成为主要的发展趋势。从技术上，实现控制和减少碳排放目标中发挥主要作用的方法包括“碳捕获和利用”(ccu)和“碳捕获和储存”(ccs)。其中，前者将捕获的二氧化碳转化为高附加值的化学品或燃料，后者试图将二氧化碳永久储存在地下等安全地点。从经济和地理风险的角度来看，二氧化碳的催化转化是一种更有前途和更重要的减少二氧化碳排放的解决方案。
2、近年来，甲烷(ch4)被认为是“碳中性燃料”，它通过可再生能源之一——电解水获得的氢气和二氧化碳的甲烷化反应产生。甲烷是一种最简单的烃，它作为燃料如天然气和煤气，已广泛应用于民用和工业中，不久将可能会在一定程度上解决目前世界石化资源枯竭的危机。同时，甲烷也是一种化工原料，可用来生产乙炔、氢气，合成氨等等一系列下游产品。由此可见，甲烷作为燃料和化工原料都具有广阔的应用前景。因此，开发高活性、高稳定性的co2甲烷化催化剂越来越受到工业界和学术界的关注。
3、贵金属催化剂具有较高的活性和稳定性，但昂贵的价格会限制它们在工业过程中的应用，而负载型过渡金属催化剂的活性和稳定性还需进一步提高，且由于碳沉积、金属颗粒烧结和甲烷化反应过程中的损失，会使催化剂失活。因此，如何提高催化剂活性和缓解催化剂失活已成为co2甲烷化工艺的主要研究领域。
4、科研工作者已经对此进行了深
5、镍基催化剂和多孔材料载体因其高催化性能和低价格而广泛应用于co2甲烷化。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高效的二氧化碳甲烷化催化剂及其制备方法，以提高催化剂的活性和稳定性。
2、本专利技术的另一个目的是提供一种所述催化剂的应用。
3、为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
4、一种二氧化碳甲烷化催化剂，系复合金属氧化物催化剂，其中活性组分选自贵金属pt或pd，或选自过渡金属la、fe、ni或co，载体为镍铝复合金属氧化物；所述的镍铝复合金属氧化物包括氧化镍和镍铝尖晶石，其中氧化镍形态存在的镍占载体镍元素总量的比例不高于10％，镍铝尖晶石包括化学当量的尖晶石结构nial2o4和非化学当量的类尖晶石结构nixalyoz，x<1，y>2，z>3。
5、所述的二氧化碳甲烷化催化剂，当活性组分为贵金属pt或pd时，负载量为0.05～5.0wt％，优选为0.2～2.0wt％；当活性组分为过渡金属la、fe、ni、co时，其负载量为0.5～50wt％，优选为2～30wt％。
6、所述的二氧化碳甲烷化催化剂的制备方法，包括以下步骤：
7、(1)将镍前驱体和铝前驱体溶液按比例混合，边搅拌边加入沉淀剂，升温陈化熟成后，经脱水、干燥，600℃～900℃焙烧，制得镍铝复合金属氧化物载体；
8、(2)在溶剂中，加入贵金属pt或pd的前驱体溶液，或过渡金属la、fe、ni或co的前驱体溶液，以及步骤(1)所得的镍铝复合金属氧化物载体，控制混合液的固液比，搅拌混合至均匀；
9、(3)继续搅拌至糊状后干燥，或者直接固液分离后干燥；将干燥产物研磨成粉状，焙烧；
10、(4)对焙烧产物进行还原处理。
11、步骤(1)中，所述铝前驱体包括但不限于硝酸铝、硫酸铝、铝碳酸镁、醋酸铝、草酸铝、硅酸铝、硅酸铝钠、碳化铝、碱式乙酸铝、拟薄水铝石、薄水铝石、诺水铝石、氧化铝(θ-al2o3、γ-al2o3、β-al2o3、α-al2o3、δ-al2o3、κ-al2o3、χ-al2o3)中的一种或几种；所述镍前驱体包括但不限于硝酸镍、醋酸镍、磷酸镍、次磷酸镍、草酸镍、氢氧化镍、氧化镍中的一种或几种。也可以采用上述物质的水合物。
12、步骤(1)中，所述镍前驱体和铝前驱体中，镍与铝元素的摩尔比范围为0.05～1：1，优选0.1～0.5：1。
13、步骤(1)中，所述沉淀剂为氨水、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢铵、氢氧化钠或尿素中的一种或几种。金属离子与沉淀剂的摩尔比为1:0.5～50，优选为1:5～30。
14、步骤(1)中，陈化温度为50～100℃，溶液ph范围为7～12，陈化时间为0.5～24h。
15、步骤(1)中，焙烧温度为600℃～900℃，优选700℃～900℃；焙烧时间优选为1～5小本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二氧化碳甲烷化催化剂，其特征在于，所述催化剂系复合金属氧化物催化剂，其中活性组分选自贵金属Pt或Pd，或选自过渡金属La、Fe、Ni或Co，载体为镍铝复合金属氧化物；所述的镍铝复合金属氧化物包括氧化镍和镍铝尖晶石，其中氧化镍形态存在的镍占载体镍元素总量的比例不高于10％，镍铝尖晶石包括化学当量的尖晶石结构NiAl2O4和非化学当量的类尖晶石结构NixAlyOz，x<1，y>2，z>3。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳甲烷化催化剂，其特征在于，所述催化剂活性组分为贵金属Pt或Pd时，其负载量为0.05～5.0wt％；活性组分为过渡金属La、Fe、Ni或Co时，其负载量为0.5～50wt％。
3.根据权利要求2所述的二氧化碳甲烷化催化剂，其特征在于，所述催化剂中贵金属Pt或Pd的负载量为0.2～2.0wt％，或者过渡金属La、Fe、Ni或Co的负载量为2～30wt％。
4.权利要求1所述的二氧化碳甲烷化催化剂的制备方法，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的二氧化碳甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(
6.根据权利要求4所述的二氧化碳甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，沉淀剂为氨水、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢铵、氢氧化钠或尿素中的一种或多种，金属离子与沉淀剂的摩尔比为1:0.5～50。
7.根据权利要求4所述的二氧化碳甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，陈化温度为50～100℃，溶液pH范围为7～12，陈化时间为0.5～24h。
8.根据权利要求4所述的二氧化碳甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，焙烧温度为700℃～900℃。
9.根据权利要求4所述的二氧化碳甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，贵金属前驱体为Pt(NH3)2(NO2)2、Pt(NO3)2、H2PtCl6、PdCl2、Pd(NO3)2、Pd(OAc)2中的一种或几种；过渡金属前驱体为La2O3、LaCl3、La(NO3)3、FeCl2、FeCl3、Fe2O3、Fe3O4、Fe(NO3)2、NiCl2、Ni(NO3)2、NiO、CoO、CoCl2、CoC2O4中的一种或几种；混合液的固液比为5～80％。
10.权利要求1所述的二氧化碳甲烷化催化剂在二氧化碳甲烷化反应中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳甲烷化催化剂，其特征在于，所述催化剂系复合金属氧化物催化剂，其中活性组分选自贵金属pt或pd，或选自过渡金属la、fe、ni或co，载体为镍铝复合金属氧化物；所述的镍铝复合金属氧化物包括氧化镍和镍铝尖晶石，其中氧化镍形态存在的镍占载体镍元素总量的比例不高于10％，镍铝尖晶石包括化学当量的尖晶石结构nial2o4和非化学当量的类尖晶石结构nixalyoz，x<1，y>2，z>3。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳甲烷化催化剂，其特征在于，所述催化剂活性组分为贵金属pt或pd时，其负载量为0.05～5.0wt％；活性组分为过渡金属la、fe、ni或co时，其负载量为0.5～50wt％。
3.根据权利要求2所述的二氧化碳甲烷化催化剂，其特征在于，所述催化剂中贵金属pt或pd的负载量为0.2～2.0wt％，或者过渡金属la、fe、ni或co的负载量为2～30wt％。
4.权利要求1所述的二氧化碳甲烷化催化剂的制备方法，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的二氧化碳甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，铝前驱体为硝酸铝、硫酸铝、铝碳酸镁、醋酸铝、草酸铝、硅酸铝、硅酸铝钠、碳化铝、碱式乙酸铝、拟薄水铝石、薄水铝石、诺水铝石、氧化铝中的一种或几种；镍前驱体为硝酸镍、醋酸镍、磷酸镍、次...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭燏，杨艳，王峰，葛春亮，蒋师，陈瑶姬，李林峰，俞峰苹，
申请(专利权)人：浙江浙能科技环保集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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