System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种网状整体式多元催化剂及其电化学合成方法技术_技高网

一种网状整体式多元催化剂及其电化学合成方法技术

技术编号:43369187 阅读:5 留言:0更新日期:2024-11-19 17:50
本发明专利技术涉及一种网状整体式多元催化剂及其电化学合成方法,将两片基底清洗后放入电解池,分别作为工作电极和对电极;所述基底为商用金属网,所述商用金属网包括铜网、镍网和铝网;将电解液倒入电解池内,使电解液覆盖两片基底的面积相同;所述电解液包括硝酸锌、硝酸镁和硝酸铝;对两片基底采用计时电位法处理,并将处理后的两片商用铜网用超纯水清洗后风干,得到网状整体式多元催化剂。与现有技术相比,本发明专利技术制备的催化剂具有高的催化甲醇蒸汽重整反应的活性,传热传质好且易于塑形。电化学合成法简单、快速、成本低,并实现活性组分在金属基体表面的均匀分散和牢固负载,为多元金属催化剂的合成提供新的思路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及催化剂,尤其是涉及一种网状整体式多元催化剂及其电化学合成方法


技术介绍

1、环境问题是当今世界最为关注的问题之一,研究和发展新的清洁能源显得尤为重要。氢气由于可以有效地转化为能量而不产生有毒物质或温室气体,是一种理想的清洁能源,并成为燃料电池研究的热点。由于氢气不易压缩、液化,在运输、储存等方面都存在问题,因此寻找一种原料进行小规模现场制氢成为其解决方法之一。甲醇具有含氢量高、价格低、室温下为液体便于储运等优点,是一种优良的氢载体。研究表明,甲醇蒸汽重整释放氢气(msr),相较于甲醇部分氧化(pom)或甲醇自热重整(atr),氢气产率较高,一氧化碳产率较低,并且可以在473k-573k的较低温度下进行。目前,从经济角度考虑甲醇蒸汽重整制氢主要使用铜基催化剂。

2、由于甲醇蒸汽重整反应经常适用于运输场合,而传统的颗粒催化剂易在运输过程的频繁震动中受损失活,难以满足生产要求。因此,具有坚固骨架的整体式催化剂成为甲醇蒸汽重整反应的首选。整体式催化剂具有降低床层压降、便于拆卸和加工的优点。目前能够用于工业催化剂生产的骨架基体只有陶瓷蜂窝载体和金属载体。陶瓷基体一般仅具有相互不通的平行孔道,这抑制了气体在径向的混合,也减少了床层径向传热和传质效率。金属基体是由通透的波纹状丝网和平板状丝网交替叠加而成,气流在径向可以自由混合,有利于气体均匀分布和流动,不仅传质膜系数更大,径向温度分布也更均匀;而选择合适的波纹尺寸和丝网直径,可在单位体积内提供比常用蜂窝陶瓷基体更大的接触面积,故传热、传质速率更高。因此,金属整体型催化剂在甲醇蒸汽重整工业化应用方面有较大的前景。目前金属整体型催化剂主要采用涂层技术将活性组分负载在金属基体上,存在活性组分分布不均匀、涂层附着不牢固,在高温和高空速运行时易脱落等问题。因此,实现活性组分在金属基体表面的均匀分散、牢固负载的催化剂制备技术是解决甲醇蒸汽重整工业化难题的关键。


技术实现思路

1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种网状整体式多元催化剂及其电化学合成方法,采用电化学方法合成了网状整体式催化剂,实现了活性组分在金属丝网基体上的均匀分散和牢固负载,合成的催化剂具有很高的甲醇蒸汽重整催化活性。

2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现:

3、本专利技术提供一种网状整体式多元催化剂的电合成方法,包括以下步骤:

4、s1:将两片基底清洗后放入电解池,分别作为工作电极和对电极;所述基底为商用金属网,所述商用金属网为铜网、镍网和铝网中的一种;

5、s2:配置电解液并倒入s1中的电解池内,使电解液覆盖两片基底的面积相同;所述电解液为硝酸锌、硝酸镁和硝酸铝中的一种;

6、s3:对s2中的两片基底采用计时电位法处理,并将处理后的两片基底用超纯水清洗后风干,得到网状整体式多元催化剂。

7、进一步地,s1中,所述商用金属网包括铜网、镍网和铝网,商用金属网的目数为100-200目,丝径为100-200μm,纯度为99.99wt%以上。

8、进一步地,s1中,所述清洗的具体过程为:将商用铜网浸入乙醇中,在超声功率为25-50w下超声10-15min,取出后采用超纯水进行清洗并风干,获得去除表面杂质的基底;优选地,在超声功率为50w下超声15min。

9、进一步地,s2中,所述电解液的浓度为0.05~0.15mol/l;优选地,所述电解液的浓度为0.1mol/l。

10、进一步地,s2中,所述覆盖基底的面积为12~24cm2。

11、进一步地,s3中,设置计时电位法参数,所述参数包括阳极电流、阴极电流、阳极极化时间、阴极极化时间、循环次数。

12、进一步地,所述阳极电流i1为120~240ma,阴极电流i2为120~240ma,且阳极电流值与阴极电流值相同;优选地,所述阳极电流i1为240ma,阴极电流i2为240ma。

13、进一步地,所述阳极极化时间t1为15-60s,阴极极化时间t2为15-60s,且阳极极化时间与阴极极化时间相同;优选地,阳极极化时间t1为30s,阴极极化时间t2为30s。

14、进一步地,所述循环次数为100-250次;优选地,所述循环次数为200次。

15、本专利技术还提供一种网状整体式多元催化剂,采用上述电化学合成方法制备得到。

16、与现有技术相比,本专利技术具有以下优点和有益效果:

17、1、本专利技术中网状整体式多元催化剂的合成方法为电化学方法,相较于传统方法,其合成工艺简单,易操作,制备效率高,不会产生大量含有金属离子的废液。

18、2、本专利技术中合成的网状整体式多元催化剂具有较高的催化甲醇蒸汽重整活性和稳定性,具有良好的工业应用的前景。

19、3、本专利技术中合成的网状整体式多元催化剂投入使用简便,具有床层压降低、传热传质好等优点,有望应用于大规模的工业生产。

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【技术保护点】

1.一种网状整体式多元催化剂的电化学合成方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种网状整体式多元催化剂的电化学合成方法,其特征在于,S1中,所述商用金属网的目数为100-200目,丝径为100-200μm,纯度为99.99wt%以上。

3.根据权利要求1所述的一种网状整体式多元催化剂的电化学合成方法,其特征在于,S1中,所述清洗的具体过程为:将基底浸入乙醇中,在超声功率为25-50W下超声10-15min,取出后采用超纯水进行清洗并风干,获得去除表面杂质的基底。

4.根据权利要求1所述的一种网状整体式多元催化剂的电化学合成方法,其特征在于,S2中,所述电解液的浓度为0.05~0.15mol/L。

5.根据权利要求1所述的一种网状整体式多元催化剂的电化学合成方法,其特征在于,S2中,所述覆盖基底的面积为12~24cm2。

6.根据权利要求1所述的一种网状整体式多元催化剂的电化学合成方法,其特征在于,S3中,设置计时电位法参数,所述参数包括阳极电流、阴极电流、阳极极化时间、阴极极化时间、循环次数。

7.根据权利要求6所述的一种网状整体式多元催化剂的电化学合成方法,其特征在于,所述阳极电流I1为120~240mA,阴极电流I2为120~240mA,且阳极电流值与阴极电流值相同。

8.根据权利要求6所述的一种网状整体式多元催化剂的电化学合成方法,其特征在于,所述阳极极化时间t1为15-60s,阴极极化时间t2为15-60s,且阳极极化时间与阴极极化时间相同。

9.根据权利要求6所述的一种网状整体式多元催化剂的电化学合成方法,其特征在于,所述循环次数为100-250次。

10.一种网状整体式多元催化剂,其特征在于,采用权利要求1-9任一所述的电化学合成方法制备得到。

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【技术特征摘要】

1.一种网状整体式多元催化剂的电化学合成方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种网状整体式多元催化剂的电化学合成方法,其特征在于,s1中,所述商用金属网的目数为100-200目,丝径为100-200μm,纯度为99.99wt%以上。

3.根据权利要求1所述的一种网状整体式多元催化剂的电化学合成方法,其特征在于,s1中,所述清洗的具体过程为:将基底浸入乙醇中,在超声功率为25-50w下超声10-15min,取出后采用超纯水进行清洗并风干,获得去除表面杂质的基底。

4.根据权利要求1所述的一种网状整体式多元催化剂的电化学合成方法,其特征在于,s2中,所述电解液的浓度为0.05~0.15mol/l。

5.根据权利要求1所述的一种网状整体式多元催化剂的电化学合成方法,其特征在于,s2中,所述覆盖基底的面积为12~24cm2。

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【专利技术属性】
技术研发人员:朱明辉顾皓元朱健辉
申请(专利权)人:华东理工大学
类型:发明
国别省市:

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