一种用于催化甲醇合成反应的Ni/Cu/M催化剂及其制备方法与流程

技术特征：

1.一种用于催化甲醇合成反应的Ni/Cu/M催化剂的制备方法，其步骤如下：

(1)载体M的预处理：M粉末在马弗炉中，空气气氛中300-1000℃下焙烧0.5-10h，得预处理后的载体M；其中，所述M为Al₂O₃、ZnO、ZrO₂和/或TiO₂；

(2)浸渍法制备Cu/M：取可溶性铜源溶液，浸渍所述预处理后的载体M，无需过滤，直接将浸渍后的物料通过减压蒸馏去除其中的水分，并于90-150℃下干燥10-36h，再于300-700℃焙烧1-10h，得到CuO/M粗产物；将所述CuO/M粗产物在管式炉中于300-700℃、纯氢气条件下还原0.2-3h，得到Cu/M；

(3)原子层沉积镀镍：

(a)将所述Cu/M放入反应腔，反应温度为100-200℃；

(b)向反应腔内导入Ni源前驱体，所述Ni源前驱体温度为90-150℃；所述Ni源前驱体脉冲为80-160s，在此期间进行镀Ni反应；所述Ni源前驱体的导入方式为：采用流量为50-100sccm的高纯氮气输入到Ni源前驱体钢瓶，将所述所述Ni源前驱体导入反应腔；

(c)反应结束后，继续向反应腔通入氮气，清除反应腔内多余的Ni源前驱体；

(d)再向反应腔内通入氧源，对Ni进行氧化，所述氧源为氧气与臭氧的混合气体，其中所述臭氧为纯度不小于99.999％的高纯O₃，高纯臭氧在氧源中的体积浓度为5-20％，氧化反应持续80-160s；

(e)待氧化反应结束后，继续向反应腔内通入氮气，清除所述氧源、所述Ni源前驱体以及其他反应中生成的残余物；

(f)重复(a)-(e)30-100次，以所述催化剂Cu/M表面镀上纳米NiO层，得到NiO/Cu/M；

(g)还原所述NiO/Cu/M，得到Ni/Cu/M催化剂；所述还原的反应条件为：在管式炉中进行，还原温度为300-700℃、纯氢气条件下还原0.5-3h。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的空气气氛温度为600℃、焙烧时间为5h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，以载体M的质量为百分比基准，所述Cu在M载体上的负载量为5-25％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述干燥的温度为100℃、干燥时间为12h；所述焙烧的温度为400℃、焙烧时间为4h，得到CuO/M粗产物。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的还原反应条件为：在管式炉中于500℃、纯氢气条件下还原1h，得到Cu/M。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)得到的Cu/M为Cu/γ-Al₂O₃，比表面积S_BET为120-200m²/g、孔容V_p为0.1-1cm³/g、最可几孔径D_BJH为4-10nm。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述Cu/γ-Al₂O₃的所述比表面积S_BET为169.5m²/g、所述孔容V_p为0.52cm³/g、所述最可几孔径D_BJH为7.8nm。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Ni/Cu/M催化剂的所述比表面积S_BET为180-300m²/g、所述孔容V_p为0.1-1cm³/g、最可几孔径D_BJH为4-10nm。

9.一种采用权利要求1-8任一项所述的制备方法得到的Ni/Cu/M催化剂，其特征在于，Ni/Cu/M催化剂的比表面积S_BET为224.7m²/g、孔容V_p为0.64cm³/g、最可几孔径D_BJH为7.7nm。

10.根据权利要求9所述的催化剂，其特征在于，所述Ni/Cu/M催化剂的比表面积S_BET为180-300m²/g、孔容V_p为0.1-1cm³/g、最可几孔径D_BJH为4-10nm。