一种用于乙酸自热重整制氢的钐镨固溶体镍基催化剂

技术领域

本发明涉及一种用于乙酸自热重整制氢的钐镨固溶体型镍基催化剂，属于乙酸自热重整制取氢气领域。

背景技术

传统化石燃料的大量消耗带来了环境污染问题，而氢气具有能量密度高、清洁等特点，是一种重要的替代能源载体。可再生的生物质经热解可获得生物质油，而生物质油中水相的主要成分乙酸(HAc)，可作为制氢原料，通过自热重整过程制取氢气。

乙酸的自热重整过程一般分为蒸汽重整、部分氧化重整和自热重整等过程；其中，乙酸蒸汽重整制氢过程为强吸热反应，具有较高的换热需求；部分氧化重整反应中只引入氧气或者空气，其氢气的产率较低。

乙酸自热重整结合了吸热的蒸汽重整过程和放热的部分氧化反应过程，通过调节氧气和反应物的比例来改变部分氧化重整的反应程度，可实现整体反应的热平衡即CH

在乙酸自热重整制氢过程中，过渡金属如Ni、Co、Fe和Cu等可作为乙酸重整体系中催化剂的活性组分，而Ni基催化剂以其对C-C和C-H键优异的活化能力而在重整过程中应用广泛。不过，乙酸在Ni

为了解决以上Ni基催化剂在乙酸自热重整过程中存在的问题，本发明使用共沉淀法制备Ni/Sm

针对活性物相Ni

本发明在催化剂成分和结构上的创新，使催化剂的抗氧化、抗积碳和抗烧结能力提高，并且提高了乙酸的转化率，降低了对副产物甲烷的选择性，表现出了优良催化特性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有催化剂在乙酸自热重整反应中易积炭、稳定性差和易烧结，导致催化剂活性降低甚至失活的问题，提供一种抗积炭、热稳定性高、耐烧结的新型催化剂。

本发明以Ni为活性组分，引入Sm和Pr元素，采用共沉淀法制备了Ni/Sm

本发明技术方案：

本发明针对乙酸自热重整的特点，采用共沉淀法制备Ni/Sm

具体制备方法如下：

1)根据催化剂中各组分摩尔比例(NiO)

2)根据[OH

3)将所得到的沉淀经过3次抽滤洗涤，所得沉淀物转入80℃烘箱中干燥24h，得到催化剂前驱体；将干燥后的样品置于管式炉中，以10℃/min的加热速度升温至700℃，并保持4h；最后将样品经压片处理、破碎、筛分；

4)所得催化剂的结构如图1的XRD图谱所示，形成了镍物种负载于钐镨固溶体结构上的Ni/Sm

本发明的有益效果：

1)本发明以Ni为活性组分，引入Pr组分嵌入Sm

2)本发明中构成出的Sm

3)本发明通过共沉淀法制备具有介孔结构的Sm

4)经乙酸自热重整相关表征结果显示，乙酸转化率接近100％，氢气产率可稳定在2.75mol-H

附图说明

图1：本发明催化剂的X射线衍射谱图

图2：本发明催化剂的BJH孔径分布图

具体实施方式

参照例一

称取2.336g的Ni(NO

乙酸自热重整反应活性评价在连续流动固定床反应器中进行。将催化剂研磨并压片，然后筛分成20-40目的颗粒，并称取0.1-0.2g与石英砂混和后装入反应器中，在600℃-800℃的温度下在H

该CDUT-NS催化剂经乙酸自热重整反应进行活性考察，还原温度为700℃，空速为50766mL/(g-catalyst.h)、反应温度为750℃、进料摩尔比为CH

实施例一

称取2.336g的Ni(NO

该CDUT-NSP10催化剂经乙酸自热重整反应进行活性考察，还原温度为700℃，空速为50766/(g-catalyst.h)、反应温度为750℃、进料摩尔比为CH

实施例二

称取2.336g的Ni(NO

该CDUT-NSP40催化剂经乙酸自热重整反应进行活性考察，还原温度为700℃，空速为50766mL/(g-catalyst.h)、反应温度为750℃、进料摩尔比为CH