CN111085242A - 一种微波催化甲烷制氢的方法及催化剂 - Google Patents

一种微波催化甲烷制氢的方法及催化剂 Download PDF

Info

Publication number
CN111085242A
CN111085242A CN201911349311.8A CN201911349311A CN111085242A CN 111085242 A CN111085242 A CN 111085242A CN 201911349311 A CN201911349311 A CN 201911349311A CN 111085242 A CN111085242 A CN 111085242A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sba
catalyst
methane
hydrogen
carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911349311.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111085242B (zh
Inventor
周继承
王婕
余柳丽
邓洁
周念
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiangtan University
Original Assignee
Xiangtan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiangtan University filed Critical Xiangtan University
Priority to CN201911349311.8A priority Critical patent/CN111085242B/zh
Publication of CN111085242A publication Critical patent/CN111085242A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111085242B publication Critical patent/CN111085242B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/03—Catalysts comprising molecular sieves not having base-exchange properties
    • B01J29/0308—Mesoporous materials not having base exchange properties, e.g. Si-MCM-41
    • B01J29/0341—Mesoporous materials not having base exchange properties, e.g. Si-MCM-41 containing arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
    • B01J2229/10—After treatment, characterised by the effect to be obtained
    • B01J2229/18—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself
    • B01J2229/186—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself not in framework positions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明首先提供一种微波催化甲烷制氢的方法，所述方法包括使用Ni/Mo2C/SBA‑15催化剂在微波条件下催化甲烷直接转化制氢气，所述催化剂包括Mo2C和SBA‑15复合载体和负载在复合载体上的活性组分镍。本发明还相应提供一种用于催化甲烷制氢的催化剂。该催化剂用于微波催化甲烷无氧制氢时表现出优越的催化活性，其转化率和选择性较高，在650℃时CH4转化率最高可达82.46％，H2的选择性最高可达87.02％。

Description

一种微波催化甲烷制氢的方法及催化剂
技术领域
本发明涉及催化剂领域，具体涉及一种微波催化甲烷制氢的方法及催化剂。
背景技术
全球经济的快速发展导致对人类对石油的需求迅猛增长,对石油的过度开采使世界石油资源日趋枯竭。经科学家们探究，煤层气、页岩层、可燃冰中含有非常丰富的天然气原料，且其蕴藏的储量远远大于石油储量。近几年随着氢燃料电池和氢能燃料发动机的出现及商业化，氢能的开发及研究再次引起人们的广泛关注。氢能作为高效、洁净的二次能源，其含有较高的燃烧热，且燃烧产物对环境无任何污染，具有广阔的发展前景。
目前工业上用于制氢的工艺主要有甲烷水蒸气重整法、自热重整法、重油部分氧化法、煤气化制氢法和电解水法等。虽然Ru、Rh等贵金属被报道为甲烷反应中非常活跃的催化材料，但Ni、Co基催化剂因其催化活性高、可用性好、成本低而备受研究者的关注。与其他催化剂相比，Ni基催化剂具有较高的催化活性和较低的抗焦性，是研究最多的催化剂类型。如：专利CN105964261A通过使用碱性络合剂使Ni络合物与硅基材料的表面硅羟基在水热条件形成稳定的镍-页酸盐层，避免金属Ni颗粒的团聚，从而获得尺寸更小，分布更好的催化剂。CN106000444A公开了一种固相研磨法制备金属镍-介孔分子筛催化剂。其通过镍前驱体盐与介孔分子筛于研钵中研磨，在搅拌条件下，镍前驱体盐分散在未脱模板的介孔材料载体表面，经过焙烧还原可得到良好抗积碳和抗烧结性能的镍基催化剂。CN1939587A公开了一种以Ni为催化剂主要活性组分，将其组装在介孔分子筛SBA-15孔中，然后负载到FeCrAl合金薄片上，制备金属载体整体式催化剂的方法。该发明的催化剂用于甲烷二氧化碳重整制合成气这一个强吸热反应具有导热性能优良、床层压降低、活性组分Ni高度分散且不易烧结、催化剂的稳定性好等优点。
但本领域仍然需要更加优异的催化甲烷制氢的方法及催化剂。
发明内容
因此，本发明首先提供一种微波催化甲烷制氢的方法，所述方法包括使用Ni/Mo2C/SBA-15催化剂在微波条件下催化甲烷直接转化制氢气，所述催化剂包括Mo2C和SBA-15复合载体和负载在复合载体上的活性组分镍。
在一种具体的实施方式中，所述方法在微波催化条件下床层温度为400～800℃的条件下反应，优选反应温度为600～700℃。
在一种具体的实施方式中，所述Ni/Mo2C/SBA-15催化剂中Ni的含量为1～10wt％，优选3～8wt％；且所述催化剂中，Mo2C占复合载体Mo2C/SBA-15总重量的5～20wt％，优选7～15wt％。
在一种具体的实施方式中，所述Ni/Mo2C/SBA-15催化剂中Mo2C呈薄膜层状并以单层或多层形式平铺于SBA-15载体上，而活性组分Ni则锚定于Mo2C薄膜层上。
在一种具体的实施方式中，所述催化剂的制备方法包括如下步骤：先采用浸渍法将Mo2C负载在SBA-15上，得到所述复合载体Mo2C/SBA-15，再采用尿素沉淀法将活性组分Ni负载到Mo2C/SBA-15上，即可制备出所述Ni/Mo2C/SBA-15催化剂。
在一种具体的实施方式中，所述浸渍法制备Mo2C/SBA-15复合载体包括：将钼酸铵溶液在搅拌条件下滴加到含SBA-15和溶剂的溶液中，搅拌和进行超声处理后将该混合物放入30-50℃的水浴锅中搅拌反应，最后将其转移至120℃以下的干燥箱中干燥，在400～600℃下焙烧得到MoO3/SBA-15，再在含甲烷和氢气的混合气环境中碳化，即可得到所述Mo2C/SBA-15复合载体。
在一种具体的实施方式中，所述制备Ni/Mo2C/SBA-15催化剂中使用异丙醇作为溶剂，且在制备复合载体时，在SBA-15载体中加入溶剂异丙醇后进行超声处理，再滴加钼酸铵。
在一种具体的实施方式中，所述尿素沉淀法制备催化剂的过程中，包括将镍盐与复合载体反应所得的沉淀物洗涤和干燥后先在400～600℃下氮气气氛中焙烧，再在600～800℃下氢气气氛中还原而得到所述催化剂。
本发明还提供一种用于催化甲烷制氢的催化剂，所述催化剂为Ni/Mo2C/SBA-15催化剂，所述催化剂包括Mo2C和SBA-15形成的复合载体和负载在复合载体上的活性组分镍；且所述催化剂中Mo2C呈薄膜层状并以单层或多层形式平铺于SBA-15载体上，而活性组分Ni则锚定于Mo2C薄膜层上。
在一种具体的实施方式中，所述Ni/Mo2C/SBA-15催化剂中Ni的含量为1～10wt％，优选3～8wt％；且所述催化剂中，Mo2C占复合载体Mo2C/SBA-15总重量的5～20wt％，优选7～15wt％。
本发明至少有如下有益效果：
1)该催化剂用于微波催化甲烷无氧制氢时表现出优越的催化活性，其转化率和选择性较高，在650℃时CH4转化率最高可达82.46％，H2的选择性最高可达87.02％。
2)催化剂结构新颖，催化剂中金属镍价格便宜因而催化剂成本低。本发明提供的复合结构催化剂Ni/Mo2C/SBA-15制备方法简单、生产周期短、对环境无污染、镍负载量低且分散性好，可克服在甲烷反应中所面临的积碳及烧结问题，制得的催化活性较高，稳定性较好。
3)本发明中Mo2C/SBA-15复合载体的制备过程简单，由于在反应过程中Mo2C具有与贵金属(Pt、Pd、Ag等)相媲美的催化活性，同时和具有高比表面积及孔结构的SBA-15一起作为复合载体，与单独以Mo2C或SBA-15作为载体相比，在甲烷反应制备氢气中，明显具有更高的催化活性及选择性。且Mo2C在介孔硅材料SBA-15表面分散性好，使得后续负载的金属Ni与过渡金属碳化物Mo2C产生协同催化作用。
具体地，本发明中，金属Ni与过渡金属碳化物Mo2C之间存在强相互作用力，形成复合结构催化剂Ni/Mo2C/SBA-15；该催化剂中纳米金属Ni与Mo2C协同催化，可以使得本发明催化剂中镍的用量降低至一个极限低值。
4)本发明中的催化剂在微波加热条件下催化甲烷反应制氢时表现出良好的催化活性，其转化率与选择性较高。并且由于反应在微波加热下进行，其表观活化能降低，使得反应可在较低温度下(最优650℃)进行，避免催化剂在高温下易积碳失活。
附图说明
图1为实施例2中制备的催化剂8％Ni/12％Mo2C/SBA-15的SEM图，其比例尺为2微米。
图2同样为实施例2中制备的催化剂8％Ni/12％Mo2C/SBA-15的SEM图，其比例尺为1微米。
图3为实施例2中制备的催化剂8％Ni/12％Mo2C/SBA-15在650℃催化活性即甲烷转化率及产物H2随时间变化的分布图。
图4为实施例2中制备的催化剂8％Ni/12％Mo2C/SBA-15的XRD图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限制和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
催化剂的制备：将介孔硅材料SBA-15加入40ml异丙醇中，超声30min，得到处理过的SBA-15和异丙醇混合液。在搅拌条件下，将钼酸铵溶液逐滴加入上述溶液中，搅拌10min，再超声30min。40℃水浴搅拌8h，所得产物在110℃干燥箱中过夜干燥，后于500℃马弗炉中焙烧4h得到复合载体MoO3/SBA-15。将上述复合载体放入含20％CH4/H2(体积比)的管式炉进行碳化，即可得到12％Mo2C/SBA-15(复合载体中Mo2C的含量为12wt％)。取0.55g六水硝酸镍溶解于10ml水中，取1g Mo2C/SBA-15复合载体于40ml异丙醇中，超声1h。将上述溶液逐滴加入Mo2C/SBA-15复合载体和异丙醇混合液中。搅拌均匀后，逐滴滴加适量的尿素溶液，90℃水浴搅拌用2mol/L NH3·H2O调节至pH＝9时，停止加热搅拌，沉淀物在室温时效8h，将该沉淀物用去离子水洗涤、过滤，于110℃干燥箱过夜干燥，后将其放入管式炉在N2下于500℃煅烧4h，最后在700℃用H2下还原1h。得到10％Ni/12％Mo2C/SBA-15复合结构催化剂(催化剂中Ni含量为10wt％)。
催化活性测试1：将上述实施例1中制备的10％Ni/12％Mo2C/SBA-15用于微波催化甲烷无氧制氢反应。取0.5g 10％Ni/12％Mo2C/SBA-15填装进微波反应器中的石英反应管中形成催化剂床层进行气-固相催化反应(所述催化剂床层中央插入测温热电偶，催化剂床层下端填充石英棉加以固定)。反应前，先通10min N2排除反应器中的空气，打开微波装置，设置反应温度为650℃，微波功率900W，启动反应装置，仪器开始升温；当反应器温度达到设定温度后，关闭N2阀门，停止通入N2，通入CH4，开始反应。用气体进样针取反应后的气体通入气相色谱仪进行产物分析，同时记录反应时间、反应温度。最后根据色谱峰面积，利用外标法计算可得到甲烷的转化率为80.31％，氢气的选择性为82.61％。
催化活性测试2：设置微波反应温度为600℃，即取0.5g 10％Ni/12％Mo2C/SBA-15，600℃进行反应，得甲烷转化率为77.43％，氢气选择性为79.64％。
实施例2
催化剂的制备：Mo2C的负载量同实施例1，不同的是Ni/Mo2C/SBA-15催化剂中Ni的质量分数为8％，即8％Ni/12％Mo2C/SBA-15。
图1和图2均为本实施例中制备的催化剂8％Ni/12％Mo2C/SBA-15的SEM图。
催化活性测试1：将上述实施例2中制备的8％Ni/12％Mo2C/SBA-15用于微波催化甲烷无氧制氢反应。根据实施例1的测试方法在650℃下进行测试，甲烷转化率为82.46％，氢气选择性为87.02％。
图3为本实施例催化剂8％Ni/12％Mo2C/SBA-15在650℃催化活性即甲烷转化率及产物H2随时间变化的分布图。
图4为实施例2中制备的催化剂8％Ni/12％Mo2C/SBA-15的XRD图。
催化活性测试2：设置微波反应温度为600℃，即取0.5g 8％Ni/12％Mo2C/SBA-15，600℃进行反应，得甲烷转化率为80.68％，氢气选择性为82.21％。
实施例3
催化剂的制备：Mo2C的负载量同实施例1，不同的是Ni/Mo2C/SBA-15催化剂中Ni的质量分数为7％，即7％Ni/12％Mo2C/SBA-15。
催化活性测试1：将上述实施例3中制备的7％Ni/12％Mo2C/SBA-15用于微波催化甲烷无氧制氢反应。根据实施例1的测试方法在650℃下进行测试，甲烷转化率为73.89％，氢气选择性为79.54％。
催化活性测试2：设置微波反应温度为600℃，即取0.5g 7％Ni/12％Mo2C/SBA-15，600℃进行反应，得甲烷转化率为69.37％，氢气选择性为76.86％。
实施例4
催化剂的制备：Mo2C的负载量同实施例1，不同的是Ni/Mo2C/SBA-15催化剂中Ni的质量分数为5％，即5％Ni/12％Mo2C/SBA-15。
催化活性测试1：将上述实施例4中制备的5％Ni/12％Mo2C/SBA-15用于微波催化甲烷无氧制氢反应。根据实施例1的测试方法在650℃下进行测试，甲烷转化率为58.41％，氢气选择性为64.21％。
催化活性测试2：设置微波反应温度为600℃，即取0.5g 5％Ni/12％Mo2C/SBA-15，600℃进行反应，得甲烷转化率为47.21％，氢气选择性为79.82％。
实施例5
催化剂的制备：Mo2C的负载量同实施例1，不同的是Ni/Mo2C/SBA-15催化剂中Ni的质量分数为3％，即3％Ni/12％Mo2C/SBA-15。
催化活性测试：将上述实施例5中制备的3％Ni/12％Mo2C/SBA-15用于微波催化甲烷无氧制氢反应。根据实施例1的测试方法在650℃下进行测试，甲烷转化率为47.71％，氢气选择性为55.49％。
实施例6
催化剂的制备：Mo2C的负载量同实施例1，不同的是Ni/Mo2C/SBA-15催化剂中Ni的质量分数为1％，即1％Ni/12％Mo2C/SBA-15。
催化活性测试：将上述实施例6中制备的1％Ni/12％Mo2C/SBA-15用于微波催化甲烷无氧制氢反应。根据实施例1的测试方法在650℃下进行测试，甲烷转化率为30.31％，氢气选择性为44.13％。该实施例中由于活性组分镍含量较低，致使甲烷转化率及氢气选择性不高。
实施例7
催化剂的制备：活性组分Ni的含量同实施例1，不同的是Ni/Mo2C/SBA-15中Mo2C在复合载体中的质量分数为15％，即10％Ni/15％Mo2C/SBA-15。
催化活性测试：将上述实施例7中制备的10％Ni/15％Mo2C/SBA-15用于微波催化甲烷无氧制氢反应。根据实施例1的测试方法在650℃下进行测试，甲烷转化率为80.99％，氢气选择性为83.24％。
实施例8
催化剂的制备：活性组分Ni的含量同实施例2，不同的是Ni/Mo2C/SBA-15中Mo2C在复合载体中的质量分数为15％，即8％Ni/15％Mo2C/SBA-15。
催化活性测试：将上述实施例8中制备的8％Ni/15％Mo2C/SBA-15用于微波催化甲烷无氧制氢反应。根据实施例1的测试方法在650℃下进行测试，甲烷转化率为80.17％，氢气选择性为81.66％。
实施例9
催化剂的制备：活性组分Ni的含量同实施例3，不同的是Ni/Mo2C/SBA-15中Mo2C在复合载体中的质量分数为15％，即7％Ni/15％Mo2C/SBA-15。
催化活性测试：将上述实施例9中制备的7％Ni/15％Mo2C/SBA-15用于微波催化甲烷无氧制氢反应。根据实施例1的测试方法在650℃下进行测试，甲烷转化率为78.46％，氢气选择性为73.18％。
实施例10
催化剂的制备：活性组分Ni的含量同实施例4，不同的是Ni/Mo2C/SBA-15中Mo2C在复合载体中的质量分数为15％，即5％Ni/15％Mo2C/SBA-15。
催化活性测试：将上述实施例10中制备的5％Ni/15％Mo2C/SBA-15用于微波催化甲烷无氧制氢反应。根据实施例1的测试方法在650℃下进行测试，甲烷转化率为59.11％，氢气选择性为60.28％。
实施例11
催化剂的制备：活性组分Ni的含量同实施例5，不同的是Ni/Mo2C/SBA-15中Mo2C在复合载体中的质量分数为15％，即3％Ni/15％Mo2C/SBA-15。
催化活性测试：将上述实施例11中制备的3％Ni/15％Mo2C/SBA-15用于微波催化甲烷无氧制氢反应。根据实施例1的测试方法在650℃下进行测试，甲烷转化率为41.31％，氢气选择性为58.34％。
实施例12
催化剂的制备：活性组分Ni的含量同实施例6，不同的是Ni/Mo2C/SBA-15中Mo2C在复合载体中的质量分数为15％，即1％Ni/15％Mo2C/SBA-15。
催化活性测试：将上述实施例12中制备的1％Ni/15％Mo2C/SBA-15用于微波催化甲烷无氧制氢反应。根据实施例1的测试方法在650℃下进行测试，甲烷转化率为28.78％，氢气选择性为33.02％。
对比例1
催化剂的制备大致与实施例1相同，但催化剂中未设置SBA-15层，采用尿素沉淀法制备得到8％Ni/Mo2C(催化剂中Ni含量为8wt％)。
催化活性测试1：将制备的8％Ni/Mo2C用于微波催化甲烷无氧制氢反应。根据实施例1的测试方法在650℃下进行测试，甲烷转化率为42.54％，氢气选择性为51.66％。
催化活性测试2：设置微波反应温度为600℃，即取0.5g 8％Ni/Mo2C，600℃进行反应，得甲烷转化率为32.87％，氢气选择性为41.35％。
对比例2
催化剂的制备大致与实施例1相同，但催化剂中未设置SBA-15层，采用尿素沉淀法制备得到5％Ni/Mo2C(催化剂中Ni含量为5wt％)。
催化活性测试1：将制备的5％Ni/Mo2C用于微波催化甲烷无氧制氢反应。根据实施例1的测试方法在650℃下进行测试，甲烷转化率为32.87％，氢气选择性为39.22％。
催化活性测试2：设置微波反应温度为600℃，即取0.5g 5％Ni/Mo2C，600℃进行反应，得甲烷转化率为24.07％，氢气选择性为17.99％。
对比例3
催化剂的制备大致与实施例1相同，但催化剂中未设置SBA-15层，采用尿素沉淀法制备得到3％Ni/Mo2C(催化剂中Ni含量为3wt％)。
催化活性测试1：将制备的3％Ni/Mo2C用于微波催化甲烷无氧制氢反应。根据实施例1的测试方法在650℃下进行测试，甲烷转化率为29.64％，氢气选择性为33.02％。
催化活性测试2：设置微波反应温度为600℃，即取0.5g 3％Ni/Mo2C，600℃进行反应，得甲烷转化率为17.77％，氢气选择性为6.94％。
从对比例1-3可知，催化剂中镍含量分别是8％、5％和3％的Ni/Mo2C催化剂样品相比于本发明实施例2、实施例4和实施例5中镍含量分别是8％、5％和3％的Ni/Mo2C/SBA-15催化剂来说，其甲烷转化率减少，氢气选择性也明显降低。而本发明提供的催化剂是先将Mo2C分散在SBA-15上，再将金属镍分散在Mo2C上，本发明制备得到的催化剂的催化活性和目地产物选择性都显著高于金属镍直接负载在Mo2C上制备所得的催化剂。
对比例4
本对比例考察镍单独负载在SBA-15载体上的催化剂催化甲烷在微波条件下直接转化制氢的催化活性。因Ni/SBA-15催化剂吸收微波性能差，即使在900W微波功率条件下催化剂床层的升温性能也很差，催化剂床层温度只能升温到400℃左右，难以升到650℃，故Ni/SBA-15催化剂难以进行微波催化反应转化。
由以上实施例可知，由本发明所述方法制备的不同质量分数的含镍催化剂对于微波催化甲烷无氧制氢均有较高活性。且在Ni的含量占整个催化剂的7～10％，尤其是8～10％时，同时Mo2C在复合载体中的质量分数为12～15％时，所述催化剂催化甲烷转化为氢气的效率最高。尤其是在催化剂床层温度为650℃，过渡金属Mo2C的负载量为12wt％和活性组分Ni的含量为8wt％时，甲烷转化率可达82.46％，氢气选择性可达87.02％。
本发明提供的微波催化甲烷无氧制氢工艺中，不仅可获得较为纯净的氢气并且其副产物对环境无污染，因此本发明具有潜在的应用前景。
本发明的范围并不局限于以上实施例，只要控制好催化剂活性组分质量分数以及反应条件对于微波催化甲烷无氧制氢反应均可达到很好的效果。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种微波催化甲烷制氢的方法，所述方法包括使用Ni/Mo2C/SBA-15催化剂在微波条件下催化甲烷直接转化制氢气，所述催化剂包括Mo2C和SBA-15复合载体和负载在复合载体上的活性组分镍。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法在微波催化条件下床层温度为400～800℃的条件下反应，优选反应温度为600～700℃。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述Ni/Mo2C/SBA-15催化剂中Ni的含量为1～10wt％，优选3～8wt％；且所述催化剂中，Mo2C占复合载体Mo2C/SBA-15总重量的5～20wt％，优选7～15wt％。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述Ni/Mo2C/SBA-15催化剂中Mo2C呈薄膜层状并以单层或多层形式平铺于SBA-15载体上，而活性组分Ni则锚定于Mo2C薄膜层上。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述催化剂的制备方法包括如下步骤：先采用浸渍法将Mo2C负载在SBA-15上，得到所述复合载体Mo2C/SBA-15，再采用尿素沉淀法将活性组分Ni负载到Mo2C/SBA-15上，即可制备出所述Ni/Mo2C/SBA-15催化剂。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述浸渍法制备Mo2C/SBA-15复合载体包括：将钼酸铵溶液在搅拌条件下滴加到含SBA-15和溶剂的溶液中，搅拌和进行超声处理后将该混合物放入30-50℃的水浴锅中搅拌反应，最后将其转移至120℃以下的干燥箱中干燥，在400～600℃下焙烧得到MoO3/SBA-15，再在含甲烷和氢气的混合气环境中碳化，即可得到所述Mo2C/SBA-15复合载体。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述制备Ni/Mo2C/SBA-15催化剂中使用异丙醇作为溶剂，且在制备复合载体时，在SBA-15载体中加入溶剂异丙醇后进行超声处理，再滴加钼酸铵。
8.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述尿素沉淀法制备催化剂的过程中，包括将镍盐与复合载体反应所得的沉淀物洗涤和干燥后先在400～600℃下氮气气氛中焙烧，再在600～800℃下氢气气氛中还原而得到所述催化剂。
9.一种用于催化甲烷制氢的催化剂，所述催化剂为Ni/Mo2C/SBA-15催化剂，所述催化剂包括Mo2C和SBA-15形成的复合载体和负载在复合载体上的活性组分镍；且所述催化剂中Mo2C呈薄膜层状并以单层或多层形式平铺于SBA-15载体上，而活性组分Ni则锚定于Mo2C薄膜层上。
10.根据权利要求9所述催化剂，其特征在于，述Ni/Mo2C/SBA-15催化剂中Ni的含量为1～10wt％，优选3～8wt％；且所述催化剂中，Mo2C占复合载体Mo2C/SBA-15总重量的5～20wt％，优选7～15wt％。
CN201911349311.8A 2019-12-24 2019-12-24 一种微波催化甲烷制氢的方法及催化剂 Active CN111085242B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911349311.8A CN111085242B (zh) 2019-12-24 2019-12-24 一种微波催化甲烷制氢的方法及催化剂

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911349311.8A CN111085242B (zh) 2019-12-24 2019-12-24 一种微波催化甲烷制氢的方法及催化剂

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111085242A true CN111085242A (zh) 2020-05-01
CN111085242B CN111085242B (zh) 2022-09-13

Family

ID=70396738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911349311.8A Active CN111085242B (zh) 2019-12-24 2019-12-24 一种微波催化甲烷制氢的方法及催化剂

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111085242B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103240099A (zh) * 2013-05-11 2013-08-14 青岛科技大学 一种硼氢化钠醇解制氢催化剂及其制备方法
CN105107515A (zh) * 2015-09-24 2015-12-02 成都理工大学 一种甲烷干重整制合成气的镍-碳化钼复合催化剂
CN108722327A (zh) * 2018-04-19 2018-11-02 山东科技大学 一种生物质膜式微波反应器及其应用于甲烷重整的实验装置和方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103240099A (zh) * 2013-05-11 2013-08-14 青岛科技大学 一种硼氢化钠醇解制氢催化剂及其制备方法
CN105107515A (zh) * 2015-09-24 2015-12-02 成都理工大学 一种甲烷干重整制合成气的镍-碳化钼复合催化剂
CN108722327A (zh) * 2018-04-19 2018-11-02 山东科技大学 一种生物质膜式微波反应器及其应用于甲烷重整的实验装置和方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J.HUANG ET AL: ""Mo2C/SBA-15 Modified by Ni for the Dry Reforming of Methane"", 《TAYLOR FRANCIS》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111085242B (zh) 2022-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109759064B (zh) 一种Co@C/生物质催化剂及其制备方法和应用
CN107042111B (zh) 一种乙酸自热重整制氢的层状钙钛矿型催化剂及制备方法
CN109225249B (zh) 一种用于乙酸自热重整制氢的镍锰铝复合氧化物催化剂
CN104588023B (zh) 一种费托合成催化剂及其制备方法和应用
Lü et al. Fischer–Tropsch synthesis: ZIF-8@ ZIF-67-Derived cobalt nanoparticle-embedded nanocage catalysts
CN108855065B (zh) 一种将Pd/ZnAl2O4催化剂用于甲醇蒸汽重整制氢的方法
CN113441159B (zh) 一种镍/碳化钛光热催化材料及其制备方法和应用
CN112774692B (zh) 一种Ru@Ni2V2O7高效光热协同催化剂及其制备方法和应用
CN105964259A (zh) 一种多核核壳结构镍基催化剂的制备方法
CN109746016A (zh) 金属性氮化镍/氮化碳纳米片光催化材料及制备方法和应用
WO2022166084A1 (zh) 一种溶剂配位金属催化剂的制备方法及应用
CN104001538A (zh) 二氧化铈改性镍负载sba-15催化剂及其制备方法和应用
CN103191744B (zh) 一种改性蛭石负载镍催化剂及其制备方法
Yu et al. Effective low-temperature methanol aqueous phase reforming with metal-free carbon dots/C3N4 composites
CN109999814A (zh) 用于二氧化碳甲烷化反应的纳米金属镍催化剂及制备方法
Wang et al. Anchoring Co on CeO2 nanoflower as an efficient catalyst for hydrogenolysis of 5-hydroxymethylfurfural
Wu et al. Engineering of the Cu+/Cu0 interface by chitosan-glucose complex for aqueous phase reforming of methanol into hydrogen
CN111450834B (zh) 用于乙酸自热重整制氢的二氧化铈负载的钴基催化剂
CN111359644B (zh) 用于二甲醚水蒸气重整制氢的非贵金属基碳化钼催化剂及其制备方法和应用
Wang et al. Bimetallic NiCo/AC catalysts with a strong coupling effect for high-efficiency hydrogenation of N-ethylcarbazole
CN110075889B (zh) 一种甲醇重整制氢催化剂及其制备方法
CN111085242B (zh) 一种微波催化甲烷制氢的方法及催化剂
CN112427041A (zh) 一种光热催化一氧化碳加氢制备低碳烯烃用镍基催化剂及其制备方法和应用
Liang et al. Porous silicon film overcoating biomass char-supported catalysts for improved activity and stability in biomass pyrolysis tar decomposition
CN111389436B (zh) 一种高效稳定的用于二甲醚水蒸气重整制氢的碳化钼催化剂的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant