【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于二氧化碳甲烷化催化剂制备，更具体的说是涉及一种二氧化碳甲烷化催化剂的制备方法及应用。
技术介绍
1、化石燃料作为主要的能源，其使用会导致全球变暖和气候变化。二氧化碳是主要的温室气体，石油工业、发电厂、水泥厂、钢铁、建筑和炼铁的二氧化碳排放随着工业化的发展逐步增加。现有的天然气基础设施可用于二氧化碳甲烷化生产甲烷，二氧化碳甲烷化为二氧化碳转化为有价值的化学品和能源燃料提供了一条很有前途的途径，同时甲烷也可以作为介质储存氢气。
2、二氧化碳甲烷化生产甲烷需要在催化剂催化条件下进行，现有的催化剂一般为贵金属基催化剂(ru、rh和pd)和非贵金属催化剂。其中，贵金属基催化剂中ru基催化剂表现出较好的催化性能，但是，有限的贵金属资源限制了其进一步的大规模应用；非贵金属催化剂中镍基催化剂表现较好，但是，存在低温活性不高、稳定性差等缺点。
3、alkhoori等用ceo2改性ni/al2o3催化剂，虽然相较未改性的催化剂性能有明显提升，但在300℃时co2转化率仍然不足70％(acs appl.energy mater.2023,6,8550-8571)。chen等开发的ni@mof-545ds r催化剂，在300℃下尽管展现出较高的初始活性(co2转化率大于80％)，但随着反应的进行迅速失活，在运行162分钟后，co2转化率降至60％(acsappl.mater.interfaces 2024,16,12509-12520)。yang等开发的埃洛石纳米管负载镍催化剂ni(17％)/hnts-8ac，40
4、从热力学的角度考虑，较低的反应温度有利于提高甲烷的选择性，而抑制副反应的发生，但是，由于二氧化碳分子十分稳定，现有的催化剂在较低的反应温度下很难达到较高的转化率。
5、可见，现有的催化剂体系反应条件苛刻、低温催化活性低，掣肘了二氧化碳甲烷化的工业化、商业化。尽管研究者对于二氧化碳甲烷化的开发已做出了非凡的努力，但提高催化剂在低温条件下的催化性能仍然是一个挑战，因此开发合适的催化剂至关重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种二氧化碳甲烷化催化剂的制备方法及应用，更具体的提供一种甲烷选择性高、低温催化活性好的二氧化碳甲烷化催化剂及其应用，以解决上述现有技术存在的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术技术方案之一：提供一种二氧化碳甲烷化催化剂的制备方法，步骤包括：
4、将铈源和模板剂溶于混合溶剂，回流反应后，经离心、洗涤、干燥和焙烧得到球形氧化铈；其中，所述混合溶剂由乙二醇和水组成；
5、将镍源溶于水得到镍源浸渍液，将所述球形氧化铈浸于所述镍源浸渍液中，经干燥处理、煅烧，得到的球形氧化铈负载镍催化剂即为二氧化碳甲烷化催化剂。
6、通过上述方法能够获得具有富含氧空位的氧化铈负载镍催化剂。
7、进一步的，所述铈源包括六水硝酸铈、氯化铈和硫酸铈中的至少一种。
8、进一步的，所述模板剂为聚乙烯吡咯烷酮。
9、当方法采用上述限定的原料时，能够获得尺寸均一的纳米球形氧化铈。
10、进一步的，所述乙二醇和水的体积比为7:1。
11、进一步的，所述铈源、模板剂和乙二醇的用量比为30g:6g:280ml。
12、进一步的，所述回流反应的温度为140℃，时间为24h。
13、进一步的，所述焙烧的温度为550℃，时间为5h。
14、进一步的，所述镍源包括六水合硝酸镍、氯化镍和硫酸镍中的至少一种。
15、进一步的，所述镍源和水的用量比为4.955g:1.5ml。
16、进一步的，所述球形氧化铈和所述镍源的质量比为9:4.955。
17、进一步的，所述干燥处理的温度为110℃。
18、进一步的，所述煅烧的温度为450℃，时间为5h。
19、本专利技术技术方案之二：提供一种二氧化碳甲烷化催化剂，所述二氧化碳甲烷化催化剂采用上述制备方法制得。
20、本专利技术技术方案之三：提供一种上述二氧化碳甲烷化催化剂在催化二氧化碳加氢制甲烷中的应用。
21、本专利技术技术方案之四：提供一种提升二氧化碳加氢制甲烷反应的二氧化碳转化率的方法，步骤包括：
22、将上述二氧化碳甲烷化催化剂与助剂装填于催化剂固定床中，在350℃的氢气气氛下预处理2h，随后降温至反应温度，将所述氢气气氛切换为反应气，进行催化二氧化碳加氢制甲烷。
23、进一步的，所述二氧化碳甲烷化催化剂与助剂的质量比为1:0～1，优选为1:1。
24、进一步的，所述助剂包括聚二乙烯基苯和/或聚苯乙烯。
25、进一步的，所述反应温度为200～350℃。
26、进一步的，所述反应气由氢气和二氧化碳组成，体积比为4:1，空速为10000ml g-1h-1。
27、在本专利技术中，装填方式不做限定，可以为混合后装填，也可以为分段式装填，即先装填助剂再装填二氧化碳甲烷化催化剂或先装填二氧化碳甲烷化催化剂再装填助剂，催化剂和助剂的粒径为40～60目。
28、本专利技术公开了以下技术效果：
29、本专利技术制备二氧化碳甲烷化催化剂的制备方法简单，在用于二氧化碳加氢制甲烷反应时，低温转化率高、甲烷选择性高、稳定性好，具有良好的应用前景。
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的制备方法，步骤包括：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乙二醇和水的体积比为7:1；和/或，
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述回流反应的温度为140℃，时间为24h；和/或，
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述镍源包括六水合硝酸镍、氯化镍和硫酸镍中的至少一种；和/或，
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述干燥处理的温度为110℃；和/或，
6.一种二氧化碳甲烷化催化剂，其特征在于，所述二氧化碳甲烷化催化剂采用权利要求1～5任一项所述制备方法制得。
7.一种如权利要求6所述的二氧化碳甲烷化催化剂在催化二氧化碳加氢制甲烷中的应用。
8.一种提升二氧化碳加氢制甲烷反应的二氧化碳转化率的方法，其特征在于，步骤包括：
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述二氧化碳甲烷化催化剂与助剂的质量比为1:1；和/或，
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述反应气由氢气和二氧化碳组成，体积比为4:
...【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳甲烷化催化剂的制备方法，步骤包括：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乙二醇和水的体积比为7:1；和/或，
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述回流反应的温度为140℃，时间为24h；和/或，
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述镍源包括六水合硝酸镍、氯化镍和硫酸镍中的至少一种；和/或，
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述干燥处理的温度为110℃；和/或，
6.一种二氧化碳甲烷化催化剂，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：屈皓，王艳，张丞，李兆强，杨柳，丁智勇，王元江，张天天，康娜，王雨，郭欣，
申请(专利权)人：包头稀土研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。