本发明涉及焦炉煤气及煤制取合成天然气催化剂的制备及应用的
技术领域：
，具体是一种含镍介孔催化剂的制备方法。
背景技术：
：天然气是一种高热值的清洁燃料，燃烧时不会产生硫化物，氮化物等污染型气体，而且供应稳定，储存安全。中国是富煤、贫油、少气的资源分布状况，天然气资源极其贫乏，面对天然气消费规模的快速增长，其无法满足国家对清洁性能源的需求。因此，天然气的供应矛盾突出，用焦炉气或煤甲烷化制取天然气是一个新的方法，它不仅可以有效地利用资源，又可以减少环境污染，同时也保障了运输的安全性，是目前生产清洁能源的有效途径之一。由于Al2O3具有高比表面积、酸性、价格便宜等特点，从而被广泛应用于催化
技术领域：
。CN103480375A以三氧化二铝作为载体，采用共沉淀的方法制备镍催化剂，需要外加沉淀剂，增加了成本，工艺繁琐，不适合广泛应用于催化领域。CN102513115A采用浸渍的方法负载镍，不能确保镍分散的均一性，进而不能达到理想的催化活性。技术实现要素：本发明为了解决目前镍催化剂存在的诸多问题，提供了一种含镍介孔催化剂的制备方法。本发明是通过以下技术方案实现的：一种含镍介孔催化剂的制备方法，包括如下步骤：将铝酸钠溶解于CTAB溶液中，硝酸镍溶液、硝酸镁溶液以及硝酸钴溶液三种溶液混合后滴加至铝酸钠与CTAB的混合溶液中，滴加完毕后使得溶液中的铝酸钠与CTAB的摩尔比为13:1；然后继续搅拌4小时，然后采用抽滤方式洗涤去除模板剂CTAB，获得蓝色固体；后将蓝色固体研磨成粉末，置于惰性气体环境下，升温至450±5℃，保温焙烧2小时，获得含镍介孔催化剂，催化剂中氧化镍、氧化镁及氧化钴的质量分数分别为40％、3％、3％。经过本发明制备方法的处理，催化剂中成分包括三氧化二铝、氧化镍、氧化镁及氧化钴。当催化剂中氧化镍、氧化镁及氧化钴的质量分数分别为40％、3％、3％时，剩余54％即为三氧化二铝。优选的，升温时的升温速率不高于5℃/min。若升温过快容易导致催化剂结构坍塌。具体应用时，所述抽滤方式洗涤去除模板剂CTAB是在抽滤过程中用去离子水洗涤三次、乙醇洗涤三次。进一步，保温焙烧是在管式炉内实现的。本发明与
背景技术：
相比具有明显的优势，催化剂是以氧化铝为载体，以氧化镍为主要活性组分，以氧化镁和氧化钴作为助剂，采用硝酸盐与铝酸钠共沉淀的方法制备出催化剂前驱体，然后经过高温焙烧，催化剂中各组分分散均匀，提高了活性组分镍的分散度；形成的规则孔道增大了催化剂的比表面积，使得活性位点与原料气充分接触并快速发生甲烷化；加入助剂氧化镁和氧化钴提高了催化剂在高温反应的环境中抗烧结，抑制积炭的性能，同时也提高了选择性。该催化剂具有良好的低温活性，200度时即可起活，CO转化率在230度时即可达98％，CH4选择性大于96％，而且制备方法简单快捷、不需加入碱性物质作为沉淀剂，易于操作、产物稳定性能好，可广泛应用于甲烷化，是十分理想的耐烧结金属甲烷化催化剂的制备方法。为了更进一步的证明本发明的技术方案，发明人将实施例1中制备获得的催化剂在氢气和一氧化碳(体积比3:1)的混合反应气体中的进行活性评价，评价结果如下表：温度/℃CO转化率/％CH4选择性/％2007.536.022014.269.624098.197.426099.997.228099.998.530099.997.732099.997.234099.996.7附图说明图1为实施例1制备获得的含镍介孔催化剂的小角XRD图。由图可以看出：催化剂结构为有序介孔。图2为实施例1制备获得的含镍介孔催化剂的物理吸脱附曲线及吸附曲线。图中方点所在的线表示吸附曲线，圆点所在的线表示脱附曲线。由图可以看出：等温线为标准的Ⅳ型等温吸附曲线，为H2型回滞环，有吸附平台，为标准的介孔结构。图3为实施例1制备获得的含镍介孔催化剂的孔结构分布曲线图。由图可以看出：孔直径为7nm左右，属于介孔。具体实施方式本发明使用的化学物质材料为：硝酸镍、铝酸钠、硝酸镁、硝酸钴、CTAB、去离子水、乙醇、氮气，其组合用量如下：以克、毫升、厘米3为计量单位。制备方法如下：(1)精选化学物质材料对制备所需的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：实施例1(2)制备催化剂①配制CTAB溶液称取1.09±0.01gCTAB(0.003mol)，量取100ml去离子水，加入烧杯中，搅拌均匀。②配制铝酸钠溶液称取3.22±0.01g铝酸钠(0.039mol)，将其溶于CTAB溶液中，搅拌至完全溶解。③配制硝酸盐溶液称取5.75±0.01g硝酸镍(0.0197mol)，量取30.00±0.01ml去离子水，加入烧杯中加入烧杯中；称取硝酸镁0.71g±0.01g(0.0027mol)，量取去离子水30ml±0.01ml，加入烧杯中，搅拌至完全溶解；称取硝酸钴0.43g±0.01g(0.0015mol)，量取去离子水30ml±0.01ml，加入烧杯中，加入烧杯中。待完全溶解后将三种溶液混合，搅拌均匀。①配制混合溶液打开蠕动泵，将流速调至2ml/min，将硝酸盐溶液滴加至铝酸钠溶液中，同时搅拌，待滴加完毕，继续搅拌4小时。②抽滤按顺序将抽滤装置连接好后开始抽滤，抽滤过程中用去离子水洗三次，用乙醇三次，去除模板剂CTAB。③焙烧将得到的蓝色固体研磨成粉末，置于石英产物舟中放入管式炉里，打开N2，流速为100cm3/min时，以3℃/min升至450±5℃，在此温度下焙烧2小时。④自然冷却至室温后，得到催化剂样品。(3)检测、化验、分析、表征①对制备的催化剂粉末的色泽、形貌、成分、化学物理性能进行检测、化验、分析、表征。催化剂中三氧化二铝的质量为2.00g(54％)，氧化镍的质量为1.47g(40％)，氧化镁的质量为0.11g(3％)，氧化钴的质量为0.11g(3％)。②用X-射线粉末衍射仪进行晶相分析。③用扫描电子显微镜进行形貌分析。结论：催化剂为灰色固体；粉末颗粒直径小于100nm。(4)产物储存对制备的灰色粉末储存于无色透明的玻璃容器中，密闭储存，置于干燥、阴凉、洁净环境，要防水、防晒、防酸碱盐侵蚀，储存温度20±2℃，相对湿度小于10％。当前第1页1 2 3