【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂，特别涉及了一种用于逆水煤气变换反应的氧化物/镍铟金属间化合物反相催化剂、其制备方法及应用。
技术介绍
1、世界co2排放量的增加导致了全球温度的增加，从而引发全球气候变暖、冰川融化、海平面升高等一系列环境问题，对地球环境以及人类的生存和发展造成严重影响(energy&fuels,1996,10(2):305-325，journal ofco2 utilization,2014,5:66-81，nature reviews earth&environment 2023,4(4),205-206)。从资源利用角度来看，co2的资源化利用既可以解决由于co2过度排放所带来的环境问题，又可以实现资源化利用，实现碳排放循环。co2的催化转化是当前降低大气中co2浓度最具发展潜力的技术路线之一。co2是一种非极性线性对称三原子分子，碳氢键能高达728kj·mol-1，结构十分稳定，是弱电子给体和强电子受体(工业催化,2021,29(07):1-10)。因此，co2的活化需要克服动力学的惰性和热力学的能垒，为了使其能够发生化学反应，通常需要采用高温、高压以及催化剂。
2、而co2加氢生成co，也称为逆水煤气变换反应(rwgs)，其反应所得到的产物co是c1化学中重要的平台分子，可通过费托合成或其他合成气工艺生产各种具有高利用价值的化学品，例如石油、芳烃、烯烃等(chemical reviews2020,120(15),7984-8034，chemicalengineering journal
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5、co2常压下的加氢产物主要是co和ch4，二者互为竞争产物，目前普遍认为co和ch4的产生遵循co中间体机理(journal ofthe american chemical society 2017,139(29),9739-9754)：co2首先在催化剂表面化学吸附并活化为co2*，co2*加氢生成中间产物co，弱的吸附态co(*co)有利于co快速解吸并生成产物co，而吸附较强的co则会进一步氢化反应生成ch4。因此co2加氢产物取决于co中间体的吸附强度。通过调节中间产物*co的吸附强度可以使加氢产物表现出单一的co产物选择性，有利于后续的产物收集以及资源化利用。
6、通过构建金属间化合物提升co2加氢性能是近年来兴起的一种策略。金属间化合物是一类由金属和金属/非金属元素规则排列形成的原子结构高度有序的合金，其能够有效的提升co2的吸附能力以及调节*co吸附强度，实现转化率和选择性的共同提升。
7、专利技术专利cn107649157a将载体(表示为zt)引入含镍离子溶液，通过水热法原位生长制得负载型镍基催化剂前躯体，再用含铟离子的水溶液对所制备的负载型镍基催化剂前体进行等体积浸渍处理，经由煅烧处理生成前驱体in2o3-nio/zt，最后通过含碳气体还原处理生成inni3c0.5/zt并用于逆水煤气变换反应。催化剂的有效组分为inni3c0.5，在co2加氢反应中表现出良好的活性以及较高的co选择性：在540℃下取得了52.6％的co2转化率以及97.6％的co选择性。
8、在此基础上，申请人通过niinal层状水滑石(ldhs)作为前驱体成功构建了二维(2d)niinalc金属间化合物。在450℃条件下，ni3in0.7al0.3cx的co2转化率和co选择性分别提高到41.2％和96.2％。但是该研究存在al的取代可能造成co选择性下降的问题。(fuel,2021,299:120929)
9、反相催化剂作为新兴的研究方向，其与传统负载型催化剂的区别在于氧化物作为活性相分散在金属表面，而不是作为载体来分散金属的小纳米颗粒，通过这种改变载体与活性金属负载形式的方式获得了与传统负载型催化剂截然不同的界面结构以及电子性质(nature communications,2020,11(1):5767，accounts ofchemical research,2013,46(8):1702-1711.)。这种独特的反相负载方式具备设计高性能催化剂的潜力而受到研究者的广泛关注，但目前仍未有利用金属间化合物构建反相催化剂实现逆水煤气变换反应性能提升的研究。
10、基于上述研究背景，本专利提出了一种创新方法，即通过一步共沉淀法制备mo/nixiny反相催化剂：镍铟金属间化合物(nixiny)作为载体和活性组分，其上负载氧化物(mo)。利用反相催化剂的独特负载方式，丰富金属间化合物与氧化物之间的界面活性位点，提升逆水煤气变换反应催化活性。性能测试结果表明，该催化剂在高温下表现出了接近热力学平衡转化率的优异性能，同时展现出100％的co选择性。综上，mo/nixiny反相催化剂是一类具有优异催化性能的逆水煤气变换反应催化剂。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决以上现有技术的不足，而提出的一种用于逆水煤气变换反应的氧化物/镍铟金属间化合物反相催化剂、其制备方法及应用。
2、本专利技术的第一方面，一种用于逆水煤气变换反应的氧化物/镍铟金属间化合物反相催化剂(mo/nixiny)，它由活性组分和载体组成，所述氧化物(mo)为zro2、ceo2、tio2、al2o3中的一种或多种，所述镍铟金属间化合物为nixiny，ni和in的元素摩尔比x：y为1：1～3：1。
3、进一步的，所述化合物反相催化剂中mo的重量百分数为1％～40％，nixiny的重量百分数为60％～99％。
4、进一步的，所述化合物反相催化剂中nixiny为镍前驱体和铟前驱体按不同比例通过水热法或共沉淀法制备而成的。
5、本专利技术的第二方面，一种用于逆水煤气变换反应的氧化物/镍铟金属间化合物反相催化剂的制备方法，包括：
6、s1、将镍前躯体；铟前驱体和mo前驱体，分散或充入到去离子水和有机溶剂的混合液中，搅拌得到混合液1；
7、s2、往上述混合液1中加入沉淀剂，搅拌得到混合液2；
8、s3、将上述混合液2离心清洗，直至产物ph呈中性，得到混合液3；
9、s4、将上述混合液3干燥，得到催化剂前驱体；
10、s5、将上述催化剂前驱体煅烧，得到mo/nio-in2o3催化剂；
11、s6、将上述mo/nio-in2o3还原，得到mo/nixiny催化剂。
12、进一步的，步骤s1中所述镍前驱体为醋酸镍、硝酸镍、氯化镍、硫酸镍、乙酰丙酮镍中的一种或多种，铟前驱体为硝酸铟、氯化铟、硫酸铟、醋酸铟中的一种或多种，有机溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇中的一种或多种。
13、进一步的，步骤s2中所述mo前驱体为硝酸铈、氯化铈、氯化锆、硝酸锆、硝酸氧锆、四氯化钛、钛酸四丁酯、硝本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于逆水煤气变换反应的氧化物/镍铟金属间化合物反相催化剂(MO/NixIny)，其特征在于：所述MO为ZrO2、CeO2、TiO2、Al2O3中的一种或多种，所述NixIny中Ni和In的元素摩尔比x：y为1：1～3：1。
2.根据权利要求1所述的一种用于逆水煤气变换反应的氧化物/镍铟金属间化合物反相催化剂，其特征在于，所述反相催化剂中MO的重量百分数为1％～40％。
3.根据权利要求1所述的一种用于逆水煤气变换反应的氧化物/镍铟金属间化合物反相催化剂，其特征在于，所述反相催化剂中NixIny的重量百分数为60％～99％。
4.权利要求1-3任一所述一种用于逆水煤气变换反应的氧化物/镍铟金属间化合物反相催化剂的制备方法，包括：
5.根据权利要求4所述的一种用于逆水煤气变换反应的氧化物/镍铟金属间化合物反相催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述镍前驱体为醋酸镍、硝酸镍、氯化镍、硫酸镍、乙酰丙酮镍中的一种或多种，铟前驱体为硝酸铟、氯化铟、硫酸铟、醋酸铟中的一种或多种，有机溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇中的一种或多种。
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