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CN116786138A - 一种co低温选择性甲烷化双金属催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种co低温选择性甲烷化双金属催化剂及其制备方法和应用 Download PDF

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CN116786138A
CN116786138A CN202310824589.6A CN202310824589A CN116786138A CN 116786138 A CN116786138 A CN 116786138A CN 202310824589 A CN202310824589 A CN 202310824589A CN 116786138 A CN116786138 A CN 116786138A
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CN
China
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niti
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catalyst
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temperature
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CN202310824589.6A
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Inventor
董新法
马纪腾
耿建铭
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South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
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Abstract

本发明属于多相催化领域,公开一种CO低温选择性甲烷化双金属催化剂及其制备方法和应用。本发明的一种CO低温选择性甲烷化双金属催化剂,是以Ru和Ni为活性组分、NiTi‑LDH为载体的金属负载型催化剂。本发明所述催化剂制备简单,贵金属Ru用量低,低温活性好,180‑260℃下可将富氢气体中的CO深度去除至10ppm以下且反应选择性高于50%;可用于富氢气体中微量CO的深度脱除。

Description

一种CO低温选择性甲烷化双金属催化剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于多相催化领域,特别涉及一种CO低温选择性甲烷化双金属催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有效率高,污染小,工作温度低,启动快,功率密度高等优点,有望用于新能源汽车和分布式发电等领域。PEMFC的燃料主要为氢气或富氢气体,氢燃料主要来源于富氢化合物如甲烷、甲醇、二甲醚等的重整,再经过水汽变换来生产,但这种方法得到的氢燃料中含有20vol.%的CO2和0.5-2vol.%的CO等,微量的CO即可使PEMFC的阳极材料Pt中毒而降低电池性能。为了保证PEMFC的正常运行,提高其电池寿命,需要对氢燃料中的CO进行深度去除。目前CO的深度有效去除的化学方法有CO的选择性甲烷化法(CO-SMET)和CO选择性氧化法。与CO选择性氧化法相比,CO选择性甲烷化法不需要向体系引入氧气或空气,工艺更加简单,且氢燃料中不会引入氮气而降低氢的含量。目前,CO选择性甲烷化的难点在于高活性和高选择性催化剂开发。
CO选择性甲烷化活性组分通常选用贵金属Ru和非贵金属Ni,贵金属Ru在低温条件下有较好的催化活性,而非贵金属Ni存在活性组分难还原,反应温度较高,易于团聚烧结等问题。TiO2具有半导体性质,可与负载金属产生较强的金属-载体相互作用。Tada等(Effectof metal addition to Ru/TiO2 catalyst on selective CO methanation.CatalysisToday,2014,232:16-21.)等通过将5wt%Ru和Ni直接负载到商用TiO2上,能在200℃-290℃的范围内将CO出口浓度降至500ppm以下。Li等(Hydrogenated TiO2 supported Ru forselective methanation of CO in practical conditions.Applied Catalysis B:Environmental,2021,298:120597)将TiO2置于400℃的氢气气氛中煅烧3h制得改性的H2-TiO2,然后负载1.1wt%的Ru得到Ru/H2-TiO2催化剂,能在200-260℃的范围内将CO降至10ppm以下,同时保持50%以上的选择性。Ping等(Ni-doped TiO2nanotubes supported Rucatalysts for CO selective methanation in H2-rich reformate gases.ReactionKinetics Mechanisms&Catalysis,2018.)将1wt%Ru和5wt%Ni负载到钛纳米(TNT)管上制得的Ru/Ni-TNT催化剂,可在210-270℃范围内将CO出口浓度降至10ppm以下,同时保持50%以上的选择性。肖钢等(授权公告号:CN101607198B)将0.2-2wt%的Ru负载到ZrO2及CeO2的复合氧化物载体上,制得的Ru/ZrO2-CeO2在220℃-300℃内有良好的活性,但仅能将CO出口浓度降至25ppm。董新法等(授权公告号:CN113398935B)通过层层自组装合成氧化石墨烯-镍铝水滑石水凝胶,经冷冻干燥、焙烧得到石墨烯-复合金属氧化物气凝胶载体,,并在其上负载Ru,焙烧后得到的Ru-Ni/rGO-MMO可在220-290℃下将含1vol%CO的富氢气CO出口浓度降至10ppm以下,同时保持50%以上选择性。
上述方法所制得的催化剂普遍存在着贵金属Ru用量大(Ru用量大于等于1wt%),低温活性差(反应窗口起始温度高于200℃),CO反应不完全(CO出口浓度未能降至10ppm以下)等不足。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足,本发明的首要目的在于提供一种CO低温选择性甲烷化双金属催化剂。
本发明另一目的在于提供上述CO低温选择性甲烷化双金属催化剂的制备方法。
本发明再一目的在于提供上述CO低温选择性甲烷化双金属催化剂在富氢气体中深度脱除微量CO的应用。
本发明的目的通过下述方案实现:
一种CO低温选择性甲烷化双金属催化剂,是以Ru和Ni为活性组分,镍钛水滑石(NiTi-LDH)为载体的金属负载型催化剂,其中活性组分来源于钌盐还原的Ru以及NiTi-LDH中部分还原的Ni。
所述NiTi-LDH中Ni和Ti的摩尔比为2-3;Ru的负载量为NiTi-LDH的0.3wt%-1.2wt%;优选的,Ru的负载量为0.3wt%。
上述CO低温选择性甲烷化双金属催化剂的制备方法,包括如下步骤:通过共沉淀法制备NiTi-LDHs催化剂载体,再采用浸渍法负载活性组分Ru,干燥还原后,得到Ru-Ni/NiTi-LDH催化剂。
上述CO低温选择性甲烷化双金属催化剂的制备方法,具体包括如下步骤:
(1)共沉淀法制备NiTi-LDH载体:将镍盐溶于水中得到镍盐溶液(Ⅰ);将TiCl4与浓盐酸混合后得到无色或黄色的澄清溶液(Ⅱ);将溶液(Ⅱ)加入溶液(Ⅰ)中,得到混合液(Ⅲ);配置NaOH与Na2CO3混合溶液(Ⅳ)为沉淀剂;将溶液(Ⅳ)加入到溶液(Ⅲ),搅拌均匀,直至完全沉淀,沉淀物老化,经过滤、干燥得到固体NiTi-LDH载体;
(2)取步骤(1)所得的NiTi-LDH载体,置于钌盐溶液中浸渍,然后干燥、还原,即得所述Ru-Ni/NiTi-LDH催化剂。
步骤(1)所述镍盐为氯化镍、硝酸镍、草酸镍中的一种或几种;所述溶液(Ⅰ)中Ni2+的浓度为0.1-0.4mol·L-1,优选的Ni2+的浓度为0.3mol·L-1
步骤(1)所述溶液(Ⅱ)中浓盐酸的质量分数为36%-38%,优选为37%;TiCl4与浓盐酸的体积比为0.5-1,优选TiCl4与浓盐酸的体积比为0.5。
步骤(1)所述混合液(Ⅲ)中金属阳离子总浓度为0.2-0.5mol·L-1,Ni2+与Ti4+的摩尔比为2-3:1,优选的,溶液中阳离子浓度为0.4mol·L-1,Ni2+与Ti4+的摩尔比3:1。
步骤(1)所述沉淀剂中Na+总浓度为1.2-1.6mol·L-1,Na2CO3与NaOH的摩尔比为0.3-0.5:1,优选的,沉淀剂中Na+总浓度为1.2-1.4mol·L-1,Na2CO3与NaOH的摩尔比为0.375-0.5:1。
步骤(1)所述完全沉淀时混合溶液的pH=9.0-10.0,优选的,完全沉淀时pH=9.5。
步骤(1)所述老化的时间为20-30h,老化的温度为80-95℃;优选老化时间为24h,老化温度为90℃。
步骤(2)所述钌盐为三氯化钌或醋酸钌,优选为三氯化钌;钌盐溶液中Ru3+浓度为0.2-0.82mg·mL-1,优选为0.204mg·mL-1
步骤(2)所述浸渍的温度为室温;时间为12-24h,优选浸渍时间为20h。
步骤(1)与步骤(2)所述干燥的温度均为50℃-70℃,优选干燥温度均为60℃。
步骤(2)所述还原的还原气组成为VN2:V H2=1:0.8-1.2:1,优选为VN2:NH2=1:1;还原气空速为6000-7200mL·h-1·g-1,优选的,还原气空速为:7200mL·h-1·g-1
步骤(2)所述还原的温度为330-370℃,优选为350℃;还原时间为1-3h,优选为1.5h。
上述CO低温选择性甲烷化双金属催化剂在富氢气体中深度脱除微量CO的应用,所述富氢气体中CO浓度为0.5-1vol.%。
进一步的,催化剂在脱除微量CO时的反应温度为180℃-260℃。
本发明的机理为:
本发明提供一种以NiTi-LDH为载体,贵金属Ru和非贵金属Ni协同作用的Ru-Ni/NiTi-LDH负载型双金属催化剂制备方法和应用。Ru-Ni/NiTi-LDH呈片状结构,水滑石板层上的阳离子能均匀分布,使得催化剂表面Ni的分散度高。催化剂表面Ru和Ni之间存在氢溢流作用,RuCl3的还原温度较低,还原过程中Ru先还原,H2首先在Ru上解离成活性H*,随后溢流到NiO上,使得NiO在较低的温度下还原,降低Ni的还原温度,使得更多Ni被还原,显著提高了催化剂的活性。本发明所制备的催化剂能在较低的反应温度较宽的反应窗口内(180-260℃)将富氢气体中CO的浓度降到10ppm以下,且选择性高于50%,较好地满足燃料电池电动汽车对高品质氢源燃料的要求。
本发明相对于现有技术,具有如下的优点及有益效果:
本发明首先将Ni和Ti元素引入水滑石,制得NiTi-LDH载体,然后将Ru负载到NiTi-LDH载体上制得Ru-Ni/NiTi-LDH催化剂。该催化剂Ru负载量低至0.3wt%,能在180℃-260℃的温度窗口内将含1vol.%CO出口浓度降至10ppm以下,同时保持50%以上选择性。
(1)本发明CO选择性甲烷化Ru-Ni/NiTi-LDH双金属催化剂低温活性好,在Ni和Ru双金属协同作用下,可在较宽的反应温度窗口180-260℃内将富氢气体中的CO降至10ppm以下,且选择性高于50%。
(2)本发明CO选择性甲烷化Ru-Ni/NiTi-LDH双金属催化剂廉价经济,催化剂中活性组分由Ni以及贵金属Ru组成,但贵金属Ru的负载量仅需0.3wt.%左右。
(3)本发明CO选择性甲烷化Ru-Ni/NiTi-LDH双金属催化剂上Ru与NiO之间存在氢溢流作用,所需还原温度低。
(4)本发明CO选择性甲烷化Ru-Ni/NiTi-LDH双金属催化剂,其LDH的层状结构起着限域作用,能增加活性组分Ni的分散度。
附图说明
图1为不同镍钛比水滑石载体的XRD图。
图2为对比例1催化剂上CO选择性甲烷化反应CO和CH4浓度随温度变化曲线图。
图3为对比例2催化剂上CO选择性甲烷化反应CO和CH4浓度随温度变化曲线图。
图4为实施例1催化剂上CO选择性甲烷化反应CO和CH4浓度随温度变化曲线图。
图5为实施例2-5催化剂上CO选择性甲烷化反应CO和CH4浓度随温度变化曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例中所用试剂如无特殊说明均可从市场常规购得。
催化剂性能测试方法:将催化剂压片、粉碎,选取40-60目的催化剂0.2g,装入内径为6mm的石英反应管中,以空速6000mL·g-1·h-1通入含79vol%H2、20vol.%CO2、1vol.%CO的混合气,反应温度为150℃-320℃反应产物经过干燥后由气相色谱在线检测。
对比例1
将8.724g的Ni(NO3)2·6H2O加入100mL的去离子水中,溶解后得到Ni(NO3)2溶液;在冰水浴的条件下,将1.09mL浓度为9.084mol·L-1的TiCl4快速滴加到3.8mL的浓盐酸中,形成TiCl4溶液;将TiCl4溶液逐滴滴加到Ni(NO3)2溶液中,在室温下搅拌3h。称量6.3594g的Na2CO3以及6.4g的NaOH,加到200mL去离子水中,室温下搅拌,配置成沉淀剂。随后将沉淀剂缓慢逐滴滴加到TiCl4和Ni(NO3)2的混合液中,边滴加边搅拌,直至溶液pH为9.5,得到绿色悬浊液。将悬浊液于90℃的条件下老化24h。将得到的绿色沉淀过滤,洗涤,而后在60℃条件下干燥,得到镍钛比为3的NiTi-LDH,其XRD谱图详见图1曲线a,其中图1的PDF#15-0087为水滑石的标准卡片。
取0.2g镍钛比为3的NiTi-LDH,在空速为7200mL·h-1·g-1的50vol%H2和50vol%N2混合气中于350℃条件下还原1.5h后对催化剂进行活性评价,催化剂测试结果见图2,由图2可以看出,镍钛比为3的NiTi-LDH在180℃-220℃均可使CO出口浓度降到10ppm以下同时保持50%以上的选择性。
对比例2
(1)将2.9079g的Ni(NO3)2·6H2O加入100mL的去离子水中,充分溶解后得到Ni(NO3)2溶液;在冰水浴的条件下,将1.09mL浓度为9.084mol·L-1的TiCl4快速滴加到3.8mL的浓盐酸中,形成TiCl4溶液;将TiCl4溶液逐滴滴加到Ni(NO3)2溶液中,在室温下充分搅拌3h。称量6.3594的Na2CO3以及3.2g的NaOH,用200mL去离子水溶解,室温下溶解,配置成碱液。随后将碱液缓慢逐滴滴加到TiCl4和Ni(NO3)2的混合液中,边滴加边搅拌,直至溶液pH为9.5,得到绿色悬浊液。将悬浊液置于90℃的条件下老化24h。将得到的绿色沉淀过滤,洗涤,而后在60℃条件下干燥,得到镍钛比为1的NiTi-LDH,其XRD谱图详见图1曲线c。
(2)用移液枪量取3mL的RuCl3溶液(其中Ru3+的浓度为0.338mg·mL-1)。取0.2g镍钛比为1的NiTi-LDH载体置于RuCl3溶液中,室温条件下浸渍20h后于60℃干燥,而后在空速为7200mL·h-1·g-1的50vol%H2和50vol%N2的混合气中于350℃条件下还原1.5h,即得所述Ru-Ni/NiTi-LDHs催化剂。其中镍钛比之比为1,Ru的负载量为NiTi-LDH质量的0.5wt%。
对催化剂进行性能评价,从图3可以看出本实施例制备的催化剂在210℃-240℃均可使CO出口浓度降到10ppm以下同时保持50%以上的选择性。
实施例1
(1)将5.8158g的Ni(NO3)2·6H2O加入100mL的去离子水中,充分溶解后得到Ni(NO3)2溶液;在冰水浴的条件下,将1.09mL浓度为9.084mol·/L-1的TiCl4快速滴加到3.8mL的浓盐酸中,形成TiCl4溶液;将TiCl4溶液逐滴滴加到Ni(NO3)2溶液中,在室温下充分搅拌3h。称量6.3594g的Na2CO3以及4.8g的NaOH,用200mL去离子水溶解,室温下溶解,配置成碱液。随后将碱液缓慢逐滴滴加到TiCl4和Ni(NO3)2的混合液中,边滴加边搅拌,直至溶液pH为9.5,得到绿色悬浊液。将悬浊液置于90℃的条件下老化24h。将得到的绿色沉淀过滤,洗涤,而后在60℃条件下干燥,得到镍钛比为2的NiTi-LDH,其XRD谱图详见图1曲线b。
(2)用移液枪量取3mL的RuCl3溶液(其中Ru3+的浓度为0.338mg·mL-1)。取0.2g镍钛比为2的NiTi-LDH载体置于RuCl3溶液中,室温条件下浸渍20h后于60℃干燥,而后在空速为7200mL·h-1·g-1的50vol%H2和50vol%N2的混合气中于350℃条件下还原1.5h,即得所述Ru-Ni/NiTi-LDHs催化剂。其中镍钛比之比为2,Ru的负载量为NiTi-LDH质量的0.5wt%。
对催化剂进行性能评价,从图4可以看出本实施例制备的催化剂在均190℃-260℃可使CO出口浓度降到10ppm以下同时保持50%以上的选择性。
实施例2
(1)将8.724g的Ni(NO3)2·6H2O加入100mL的去离子水中,充分溶解后得到Ni(NO3)2溶液;在冰水浴的条件下,将1.09mL浓度为9.084mol·L-1的TiCl4快速滴加到3.8mL的浓盐酸中,形成TiCl4溶液;将TiCl4溶液逐滴滴加到Ni(NO3)2溶液中,在室温下充分搅拌3h。称量6.3594g的Na2CO3以及6.4g的NaOH,用200mL去离子水溶解,室温下溶解,配置成碱液。随后将碱液缓慢逐滴滴加到TiCl4和Ni(NO3)2的混合液中,边滴加边搅拌,直至溶液PH为9.5,得到绿色悬浊液。将悬浊液置于90℃的条件下老化24h。将得到的绿色沉淀过滤,洗涤,而后在60℃条件下干燥,得到镍钛比为3的NiTi-LDH,其XRD谱图详见图1曲线a。
(2)用移液枪量取3mL的RuCl3溶液(其中Ru3+的浓度为0.204mg·mL-1)。取0.2g镍钛比为3的NiTi-LDH载体置于稀释后的RuCl3溶液中,室温条件下浸渍20h后于60℃干燥,而后在空速为7200mL·h-1·g-1的50vol%H2和50vol%N2的混合气中于350℃条件下还原1.5h,即得所述Ru-Ni/NiTi-LDHs催化剂。其中镍钛比之比为3,Ru的负载量为NiTi-LDH质量的0.3wt%。
对催化剂进行性能评价,从图5可以看出本实施例制备的催化剂在180℃-260℃均可使CO出口浓度降到10ppm以下同时保持50%以上的选择性。
实施例3
(1)将8.724g的Ni(NO3)2·6H2O加入100mL的去离子水中,充分溶解后得到Ni(NO3)2溶液;在冰水浴的条件下,将1.09mL浓度为9.084mol·L-1的TiCl4快速滴加到3.8mL的浓盐酸中,形成TiCl4溶液;将TiCl4溶液逐滴滴加到Ni(NO3)2溶液中,在室温下充分搅拌3h。称量6.3594g的Na2CO3以及6.4g的NaOH,用200mL去离子水溶解,室温下溶解,配置成碱液。随后将碱液缓慢逐滴滴加到TiCl4和Ni(NO3)2的混合液中,边滴加边搅拌,直至溶液PH为9.5,得到绿色悬浊液。将悬浊液置于90℃的条件下老化24h。将得到的绿色沉淀过滤,洗涤,而后在60℃条件下干燥,得到镍钛比为3的NiTi-LDH,其XRD谱图详见图1曲线a。
(2)用移液枪量取3mL的RuCl3溶液(其中Ru3+的浓度为0.338mg·mL-1)。取0.2g镍钛比为3的NiTi-LDH载体置RuCl3溶液中,室温条件下浸渍20h后于60℃干燥,而后在空速为7200mL·h-1·g-1的50vol.%H2和50vol.%N2的混合气中于350℃条件下还原1.5h,即得所述Ru-Ni/NiTi-LDHs催化剂。其中镍钛比之比为3,Ru的负载量为NiTi-LDH质量的0.5wt%。
对催化剂进行性能评价,从图5可以看出本实施例制备的催化剂在180℃-260℃均可使CO出口浓度降到10ppm以下同时保持50%以上的选择性。
实施例4
(1)将8.724g的Ni(NO3)2·6H2O加入100mL的去离子水中,充分溶解后得到Ni(NO3)2溶液;在冰水浴的条件下,将1.09mL浓度为9.084mol·L-1的TiCl4快速滴加到3.8mL的浓盐酸中,形成TiCl4溶液;将TiCl4溶液逐滴滴加到Ni(NO3)2溶液中,在室温下充分搅拌3h。称量6.3594g的Na2CO3以及6.4g的NaOH,用200mL去离子水溶解,室温下溶解,配置成碱液。随后将碱液缓慢逐滴滴加到TiCl4和Ni(NO3)2的混合液中,边滴加边搅拌,直至溶液PH为9.5,得到绿色悬浊液。将悬浊液置于90℃的条件下老化24h。将得到的绿色沉淀过滤,洗涤,而后在60℃条件下干燥,得到镍钛比为3的NiTi-LDH,其XRD谱图详见图1曲线a。
(2)用移液枪量取3mL的RuCl3溶液(其中Ru3+的浓度为0.473mg·mL-1)。取0.2g镍钛比为3的NiTi-LDH载体置于RuCl3溶液中,室温条件下浸渍20h后于60℃干燥,而后在空速为7200mL·h-1·g-1的50vol.%H2和50vol.%N2的混合气中于350℃条件下还原1.5h,即得所述Ru-Ni/NiTi-LDHs催化剂。其中镍钛比之比为3,Ru的负载量为NiTi-LDH质量的0.7wt%。
对催化剂进行性能评价,从图5可以看出本实施例制备的催化剂在180℃-260℃均可使CO出口浓度降到10ppm以下同时保持50%以上的选择性。
实施例5
(1)将8.724g的Ni(NO3)2·6H2O加入100mL的去离子水中,充分溶解后得到Ni(NO3)2溶液;在冰水浴的条件下,将1.09mL浓度为9.084mol·L-1的TiCl4快速滴加到3.8mL的浓盐酸中,形成TiCl4溶液;将TiCl4溶液逐滴滴加到Ni(NO3)2溶液中,在室温下充分搅拌3h。称量6.3594g的Na2CO3以及6.4g的NaOH,用200mL去离子水溶解,室温下溶解,配置成碱液。随后将碱液缓慢逐滴滴加到TiCl4和Ni(NO3)2的混合液中,边滴加边搅拌,直至溶液PH为9.5,得到绿色悬浊液。将悬浊液置于90℃的条件下老化24h。将得到的绿色沉淀过滤,洗涤,而后在60℃条件下干燥,得到镍钛比为3的NiTi-LDH,其XRD谱图详见图1曲线a。
(2)用移液枪量取3mL的RuCl3溶液(其中Ru3+的浓度为0.803mg·mL-1)。取0.2g镍钛比为3的NiTi-LDH载体置于RuCl3溶液中,室温条件下浸渍20h后于60℃干燥,而后在空速为7200mL·h-1·g-1的50vol.%H2和50vol.%N2的混合气中于350℃条件下还原1.5h,即得所述Ru-Ni/NiTi-LDHs催化剂。其中镍钛比之比为3,Ru的负载量为NiTi-LDH质量的1.2wt%。
对催化剂进行性能评价,从图5可以看出本实施例制备的催化剂在180℃-260℃均可使CO出口浓度降到10ppm以下同时保持50%以上的选择性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种CO低温选择性甲烷化双金属催化剂,其特征在于:所述催化剂是以Ru和Ni为活性组分,NiTi-LDH为载体的金属负载型催化剂,其中活性组分来源于钌盐还原的Ru以及NiTi-LDH中部分还原的Ni。
2.根据权利要求1所述的CO低温选择性甲烷化双金属催化剂,其特征在于:所述NiTi-LDH中Ni和Ti的摩尔比为2-3;Ru的负载量为NiTi-LDH的0.3wt%-1.2wt%。
3.权利要求1或2所述CO低温选择性甲烷化双金属催化剂的制备方法,其特征在于包括如下步骤:通过共沉淀法制备NiTi-LDHs催化剂载体,再采用浸渍法负载活性组分Ru,干燥还原后,得到Ru-Ni/NiTi-LDH催化剂。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于具体包括如下步骤:
(1)共沉淀法制备NiTi-LDH载体:将镍盐溶于水中得到镍盐溶液(Ⅰ);将TiCl4与浓盐酸混合后得到无色或黄色的澄清溶液(Ⅱ);将溶液(Ⅱ)加入溶液(Ⅰ)中,得到混合液(Ⅲ);配置NaOH与Na2CO3混合溶液(Ⅳ)为沉淀剂;将溶液(Ⅳ)加入到溶液(Ⅲ),搅拌均匀,直至完全沉淀,沉淀物老化,经过滤、干燥得到固体NiTi-LDH载体;
(2)取步骤(1)所得的NiTi-LDH载体,置于钌盐溶液中浸渍,然后干燥、还原,即得所述Ru-Ni/NiTi-LDH催化剂。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:
步骤(1)所述镍盐为氯化镍、硝酸镍、草酸镍中的一种或几种;
步骤(1)所述溶液(Ⅰ)中Ni2+的浓度为0.1-0.4mol·L-1
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:
步骤(1)所述混合液(Ⅲ)中金属阳离子总浓度为0.2-0.5mol·L-1;Ni2+与Ti4+的摩尔比为2-3:1。
7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:
步骤(1)所述沉淀剂中Na+总浓度为1.2-1.6mol·L-1,Na2CO3与NaOH的摩尔比为0.3-0.5:1;
步骤(1)所述老化的时间为20-30h,老化的温度为80-95℃。
8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:
步骤(2)所述钌盐为三氯化钌或醋酸钌;钌盐溶液中Ru3+浓度为0.2-0.82mg·mL-1
步骤(2)所述浸渍的温度为室温;时间为12-24h。
9.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:
步骤(2)所述还原的还原气组成为VN2:V H2=1:0.8-1.2:1;还原气空速为6000-7200mL·h-1·g-1
步骤(2)所述还原的温度为330-370℃;还原时间为1-3h。
10.权利要求1或2所述CO低温选择性甲烷化双金属催化剂在富氢气体中深度脱除微量CO的应用,其特征在于:
所述富氢气体中CO浓度为0.5-1vol.%;
所述催化剂在脱除微量CO时的反应温度为180℃-260℃。
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