本發(fā)明屬于材料，尤其涉及一種催化二氧化碳逆水煤氣變換的催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著化石能源的使用量逐漸增加，大量的二氧化碳被排放到了大氣中，導(dǎo)致溫室效應(yīng)日益明顯。由于人類社會(huì)對(duì)能源的需求量越來越高，短期內(nèi)難以找到完全替代化石燃料的能源。因此，二氧化碳的捕獲與轉(zhuǎn)化技術(shù)是當(dāng)前解決溫室效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)最為可行的方法之一。特別是二氧化碳轉(zhuǎn)化技術(shù)，可以將捕獲的二氧化碳轉(zhuǎn)化為廉價(jià)的c1資源，制備高價(jià)值的化學(xué)品。

2、目前，逆水煤氣反應(yīng)被認(rèn)為是二氧化碳轉(zhuǎn)化中最具有應(yīng)用潛力與發(fā)展前景的途徑之一，其通過二氧化碳和氫氣反應(yīng)制備得到一氧化碳和水，其中，一氧化碳是煤化工和天然氣化工重要的中間原料，通過一氧化碳與氫氣調(diào)配制備合成氣，可以合成一系列的化工產(chǎn)品和油品，比如通過費(fèi)托合成油品、以及低碳醇、烯烴、芳烴等高附加價(jià)值的下游化工產(chǎn)品。但現(xiàn)有技術(shù)中，逆水煤氣反應(yīng)還存在二氧化碳轉(zhuǎn)化率低、一氧化碳選擇性低的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種催化二氧化碳逆水煤氣變換的催化劑，該催化劑用在逆水煤氣反應(yīng)時(shí)，可提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率和一氧化碳的選擇性。

2、本發(fā)明還提供一種催化劑的制備方法，該方法可制備得到上述催化劑，且工藝簡單，成本低。

3、本發(fā)明還提供一種一氧化碳的制備方法，使用上述催化劑催化二氧化碳進(jìn)行逆水煤氣反應(yīng)得到，可提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率和一氧化碳的選擇性。

4、第一方面，本發(fā)明提供一種催化二氧化碳逆水煤氣變換的催化劑，具有式1所示的化學(xué)組成，

5、cuanibceczrmod，????????式1，

6、其中，1≤a≤2，1≤b≤2，1≤c≤2，4≤d≤8，0.01≤m≤0.02。

7、如上所述的催化劑，所述a為2，b為2，c為2，d為8，m為0.01。

8、如上所述的催化劑，所述催化劑通過包括如下過程的方法制備得到：

9、對(duì)包括銅源、鎳源、鈰源、鋯源的混合溶液依次進(jìn)行靜置、過濾、洗滌、干燥、焙燒處理，得到所述催化劑。

10、第二方面，本發(fā)明提供一種如上所述催化劑的制備方法，包括以下步驟：

11、1）調(diào)節(jié)包括銅源、鎳源、鈰源、鋯源的溶液的ph值為8-9，得到混合溶液；

12、2）對(duì)所述混合溶液依次進(jìn)行靜置處理、過濾處理、洗滌處理、干燥處理、焙燒處理，得到所述催化劑。

13、如上所述的催化劑的制備方法，所述銅源、鎳源、鈰源、鋯源中銅元素、鎳元素、鈰元素、鋯元素的摩爾比為（1-2）:（1-2）:（1-2）:（4-8）。

14、如上所述的催化劑的制備方法，所述焙燒處理的溫度為500-550℃，時(shí)間為3-5h。

15、如上所述的催化劑的制備方法，所述干燥處理的溫度為100-120℃；

16、和/或，所述靜置處理的時(shí)間為36-48h。

17、第三方面，本發(fā)明提供一種一氧化碳的制備方法，包括以下步驟：使用如上所述的催化劑或如上所述的催化劑的制備方法制得的催化劑催化二氧化碳進(jìn)行逆水煤氣反應(yīng)，得到一氧化碳。

18、如上所述的一氧化碳的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

19、1）利用氫氣對(duì)所述催化劑進(jìn)行活化處理，得到活化催化劑；

20、2）在溫度為400-600℃和壓力為0.15-0.25mpa下，將氫氣和二氧化碳通入含有所述活化催化劑的固定床中進(jìn)行氣固接觸，以進(jìn)行所述逆水煤氣反應(yīng)，得到所述一氧化碳。

21、如上所述的一氧化碳的制備方法，所述氫氣和二氧化碳的體積比為3-3.5:1。

22、本發(fā)明提供的催化二氧化碳逆水煤氣變換的催化劑，以銅、鎳、鈰、鋯為活性金屬，其協(xié)同作用可提高催化劑的催化活性，使得該催化劑在催化二氧化碳進(jìn)行逆水煤氣反應(yīng)生成一氧化碳時(shí)，可提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率和一氧化碳的選擇性。

技術(shù)特征：

1.一種催化二氧化碳逆水煤氣變換的催化劑，其特征在于，具有式1所示的化學(xué)組成，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于，所述a為2，b為2，c為2，d為8，m為0.01。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的催化劑，其特征在于，所述催化劑通過包括如下過程的方法制備得到：

4.一種權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的催化劑的制備方法，其特征在于，所述銅源、鎳源、鈰源、鋯源中銅元素、鎳元素、鈰元素、鋯元素的摩爾比為（1-2）:（1-2）:（1-2）:（4-8）。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的催化劑的制備方法，其特征在于，所述焙燒處理的溫度為500-550℃，時(shí)間為3-5h。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的催化劑的制備方法，其特征在于，所述干燥處理的溫度為100-120℃；

8.一種一氧化碳的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：使用權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的催化劑或權(quán)利要求4-7任一項(xiàng)所述的催化劑的制備方法制得的催化劑催化二氧化碳進(jìn)行逆水煤氣反應(yīng)，得到一氧化碳。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一氧化碳的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一氧化碳的制備方法，其特征在于，所述氫氣和二氧化碳的體積比為3-3.5:1。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種催化二氧化碳逆水煤氣變換的催化劑及其制備方法和應(yīng)用，所述催化劑具有如下化學(xué)組成：CuaNibCecZrmOd，其中，1≤a≤2，1≤b≤2，1≤c≤2，4≤d≤8，0.01≤m≤0.02。本發(fā)明提供的催化二氧化碳逆水煤氣變換的催化劑，以銅、鎳、鈰、鋯為活性金屬，其協(xié)同作用可提高催化劑的催化活性，使得該催化劑在催化二氧化碳進(jìn)行逆水煤氣反應(yīng)生成一氧化碳時(shí)，可提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率和一氧化碳的選擇性。

技術(shù)研發(fā)人員：許珂,劉俊霞,駱彩萍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華陸工程科技有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19