一種負(fù)載型鎳基催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及催化劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種負(fù)載型鎳基催化劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，甲烷的大規(guī)模利用主要依賴于間接轉(zhuǎn)化，甲烷水蒸氣重整是目前工業(yè)上甲烷間接轉(zhuǎn)化應(yīng)用較廣泛的方法，甲烷水蒸氣重整工藝中催化劑是體系的核心。目前，催化劑一般采用鎳基催化劑，其中，負(fù)載型鎳基催化劑具有與貴金屬相當(dāng)?shù)幕钚?，而且成本較低，受到人們的廣泛關(guān)注，具有較好的應(yīng)用前景。
[0003]目前，生產(chǎn)負(fù)載型鎳基催化劑的主要方法之一為浸漬還原法，而浸漬還原法為了提高活性組分的分散度通常需要經(jīng)過(guò)熱處理，雖然熱處理在一定程度上可以提高活性組分的分散度，但是，熱處理通常都是在高溫環(huán)境下進(jìn)行的，活性組分在高溫下可能會(huì)發(fā)生燒結(jié)，造成活性組分顆粒變大，從而影響催化劑的催化性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于，提供一種負(fù)載型鎳基催化劑的制備方法，能夠提高活性組分的分散度并避免活性組分燒結(jié)，從而提高催化劑的催化性能。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一方面，本發(fā)明提供了一種負(fù)載型鎳基催化劑的制備方法，包括步驟:
[0007]I)將可溶性鎳鹽溶于溶劑中配制成溶液；
[0008]2)將具有孔結(jié)構(gòu)的成型載體放入所述溶液中浸漬，得到催化劑前驅(qū)體；
[0009]3)將所述催化劑前驅(qū)體還原；
[0010]4)將還原后的催化劑前驅(qū)體干燥，得到負(fù)載型鎳基催化劑。
[0011]具體地，步驟I)具體包括:
[0012]將絡(luò)合劑、表面活性劑或第一助劑中的至少一種以及可溶性鎳鹽溶于溶劑中配制成溶液。
[0013]其中，當(dāng)所述溶液中含有所述絡(luò)合劑時(shí)，所述絡(luò)合劑占所述負(fù)載型鎳基催化劑的質(zhì)量百分比為2?20% ；
[0014]當(dāng)所述溶液中含有所述表面活性劑時(shí)，所述表面活性劑占所述負(fù)載型鎳基催化劑的質(zhì)量百分比為2?20% ；
[0015]當(dāng)所述溶液中含有所述第一助劑時(shí)，所述第一助劑占所述負(fù)載型鎳基催化劑的質(zhì)量百分比為0.25?0.75%。
[0016]具體地，所述成型載體通過(guò)如下方法制備:
[0017]將載體粉末和第二助劑、膠溶劑、水混合，并成型、干燥、焙燒，得到具有孔結(jié)構(gòu)的成型載體。
[0018]進(jìn)一步地，步驟2)中，在將具有孔結(jié)構(gòu)的成型載體放入所述溶液中浸漬之前，所述步驟2)還包括:
[0019]對(duì)所述成型載體進(jìn)行水蒸氣處理和/或酸處理。
[0020]具體地，當(dāng)對(duì)所述成型載體進(jìn)行水蒸氣處理時(shí)，處理溫度為300?700°C，處理時(shí)間為I?10小時(shí)；
[0021]當(dāng)對(duì)所述成型載體進(jìn)行酸處理時(shí)，處理溫度為20?70°C，處理時(shí)間為I?4小時(shí)。
[0022]可選地，所述成型載體具體通過(guò)如下方法制備:
[0023]將載體粉末、占所述載體粉末質(zhì)量的2?15%的第二助劑、占所述載體粉末質(zhì)量的2?10%的膠溶劑混合、成型、干燥、焙燒，得到成型載體。
[0024]可選地，步驟4)具體包括:
[0025]將所述催化劑前驅(qū)體放入惰性氣體保護(hù)下的還原劑溶液中還原，其中，所述還原劑溶液的pH為7?14，濃度為0.0025?0.02g/ml。
[0026]此外，步驟4)中，將所述催化劑前驅(qū)體放入惰性氣體保護(hù)下的還原劑溶液中還原時(shí)，還原溫度為O?90°C，還原時(shí)間為50分鐘?16小時(shí)。
[0027]可選地，所述第二助劑選自蔗糖、聚乙二醇-1000、聚乙二醇-4000、聚乙二醇-6000、田菁粉、淀粉、纖維素、木肩、碳酸銨、碳酸氫銨中的至少一種；
[0028]所述膠溶劑選自硝酸、乙酸、檸檬酸、甲酸、鹽酸中的至少一種。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例提供的負(fù)載型鎳基催化劑的制備方法，直接將成型載體在含有可溶性鎳鹽的溶液中浸漬，催化劑中的活性組分在成型載體的孔結(jié)構(gòu)中能夠高度分散，因而浸漬后無(wú)需熱處理，這樣，能夠有效地避免活性組分在較高溫度下發(fā)生燒結(jié)、避免活性金屬顆粒變大而影響催化性能；浸漬后的催化劑前驅(qū)體還原后直接制備出成型的負(fù)載型鎳基催化劑，而無(wú)需現(xiàn)有技術(shù)中的后續(xù)成型工藝，減少了活性組分鎳在成型過(guò)程中的浪費(fèi)，提高鎳催化劑的利用率，也無(wú)需后續(xù)的焙燒程序，有效地避免活性組分的燒結(jié)團(tuán)聚，從而有效地提高了負(fù)載型鎳基催化劑的催化性能。
【附圖說(shuō)明】
[0030]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種負(fù)載型鎳基催化劑的制備方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0033]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種負(fù)載型鎳基催化劑的制備方法，包括步驟:
[0034]S1、將可溶性鎳鹽溶于溶劑中配制成溶液；
[0035]S2、將具有孔結(jié)構(gòu)的成型載體放入溶液中浸漬，得到催化劑前驅(qū)體；
[0036]S3、將催化劑前驅(qū)體還原；
[0037]S4、將還原后的催化劑前驅(qū)體干燥，得到負(fù)載型鎳基催化劑。
[0038]本發(fā)明實(shí)施例提供的負(fù)載型鎳基催化劑的制備方法，直接將成型載體在含有可溶性鎳鹽的溶液中浸漬，催化劑中的活性組分在成型載體的孔結(jié)構(gòu)中能夠高度分散，因而浸漬后無(wú)需熱處理，這樣，能夠有效地避免活性組分在較高溫度下發(fā)生燒結(jié)、避免活性金屬顆粒變大而影響催化性能；浸漬后的催化劑前驅(qū)體還原后直接制備出成型的負(fù)載型鎳基催化劑，而無(wú)需現(xiàn)有技術(shù)中的后續(xù)成型工藝，減少了活性組分鎳在成型過(guò)程中的浪費(fèi)，提高鎳催化劑的利用率，也無(wú)需后續(xù)的焙燒程序，有效地避免活性組分的燒結(jié)團(tuán)聚，從而有效地提高了負(fù)載型鎳基催化劑的催化性能。
[0039]具體地，上述步驟SI具體可以包括:
[0040]將絡(luò)合劑、表面活性劑或第一助劑中的至少一種以及可溶性鎳鹽溶于溶劑中配制成溶液。
[0041]也就是說(shuō)，在配制可溶性鎳鹽的溶液時(shí)，還可以添加絡(luò)合劑、表面活性劑或第一助劑中的至少一種。其中，添加的絡(luò)合劑能夠與金屬組分之間通過(guò)絡(luò)合作用，將離子狀態(tài)存在的金屬組分變?yōu)榻j(luò)合物狀態(tài)，并良好地分散、懸浮于溶液中，從而有效地提高了金屬活性組分的分散度，并且，絡(luò)合劑還能夠促進(jìn)高活性鎳物種的形成；添加的表面活性劑可以降低溶液的表面張力，改變固液界的潤(rùn)濕角，促進(jìn)了活性組分的良好分散；添加的第一助劑負(fù)載到成型載體上之后，有利于消除催化劑表面活性中心N1上的積碳，減緩了活性組分由N1向NiC轉(zhuǎn)變的速率，從而提高了催化劑的活性。
[0042]具體地，當(dāng)添加絡(luò)合劑時(shí)，即當(dāng)溶液中含有所述絡(luò)合劑時(shí)，絡(luò)合劑占負(fù)載型鎳基催化劑的質(zhì)量百分比為2?20%，比如2%,5%Λ0%Λ5%,20% ；
[0043]當(dāng)添加表面活性劑時(shí)，即當(dāng)溶液中含有所述表面活性劑時(shí)，表面活性劑占負(fù)載型鎳基催化劑的質(zhì)量百分比為2?20%，比如2%、5%、10%、15%、20%。
[0044]具體地，絡(luò)合劑可以為乙二胺四乙酸、檸檬酸、乙酰丙酮、十二烷基苯磺酸鈉、乙二醇、乙二胺的一種或者幾種的組合；表面活性劑可為聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物(Ρ-123)、嵌段式聚醚F-127、聚乙二醇-1000 (PEG-1000)、聚乙二醇-4000 (PEG-4000)、吐溫系列中的一種或者幾種的組合。
[0045]由于絡(luò)合劑和/或表面活性