二氧化娃30g±0.0 Olg、上述筛分好的活性炭粉 末1地±0. 001g、3. 27g±0.0 Olg硝酸儀，混合，得到二氧化娃、活性炭和硝酸儀混合物。
[0053] ⑥研磨
[0054] 将上述混合物放入玛瑶球磨罐中并密封，设定球磨转速500转/min,W正转、反转 各5min作为一个球磨周期，运行十个周期，使充分混合均匀。
[00财⑧干燥、保存
[0056] 将得到的均匀混合物放入烘箱中，100°C干燥保存。
[0057] 似粗制催化剂
[0058] 催化剂的制备是在微波赔烧、氮气保护、循环水冷却的条件下完成的。
[0059] ①高压压片
[0060] 将干燥好的样品置于压片机的不诱钢压膜内，在20MPa的压力下压片6min，得到 片状混合物。
[0061] ②把片状混合样前驱体放入刚玉相蜗中，然后将刚玉相蜗放入保溫砖中，置于微 波炉的中间区域，调节位置，直至红外测溫探头测得混合样的最大溫度点。
[0062] ③将微波炉抽真空至0. 9Mpa，W 100cm3/min的速度通入氮气，至0. 5Mpa ;抽真空 通氮气同过程反复Ξ次。
[0063] ④先开启微波炉冷却水循环装置，再打开微波控制开关，调节微波功率使炉内溫 度由室溫逐渐升至1300°C±1(TC，恒溫20min，使固相混合物充分进行反应：
[0064] i .硝酸儀分解过程
[0065]
[006引式中：Ni(N03)2:硝酸儀；NiO :氧化儀；側2:二氧化氮；02:氧气。
[0067] ? .碳热还原过程反应：
[0068] Si〇2+C = SiC+CO
[006引式中：Si02:二氧化娃；C :活性炭；SiC :碳化娃；C0 :-氧化碳气体。
[0070] 化.氧化儀的还原
[0071] NiO+C = Ni+CO
[0072] 式中：NiO:氧化儀；C:活性炭，Ni:儀，CO:-氧化碳气体。
[0073] ①反应完成后关闭微波开关，停止加热，抽真空至真空度为0.9MPa，炉腔溫度随着 循环水缓慢冷却至室溫后，关闭循环水。
[0074] ②取出产物
[00巧]抽真空至真空度为0. 9MI^时，炉口自动打开，取出刚玉相蜗，刚玉相蜗内的粉末 即为粗制催化剂。
[007引③称量、计数
[0077] 将粗制催化剂放入称量纸上，使用电子分析天平称量，并记录数据。
[007引做精制催化剂
[0079] ①高溫除碳
[0080] 将粗制的催化剂粉末放入石英舟中，置于马弗炉内，在空气气氛下700°C赔烧化， 除去未反应的活性炭。
[0081] ②酸洗除娃
[008引按照体积比3:1，分别量取氨氣酸15血、浓硝酸5血混合，稀释至30血，将除碳后的 样品浸溃在混酸溶液中，静置2地。
[0083] ③离屯、、分离
[0084] 将混合液置于50血的离屯、管中，W10000转/min的转速离屯、8min，倒掉上层离屯、 液，清洗至管内离屯、液抑为7,离屯、管底部的残留物即为催化剂。
[00财④干燥、赔烧
[0086] 将得到的催化剂样品在10(TC烘箱中干燥12h，然后将其放入石英舟中，置于马弗 炉内，在空气气氛下550°C赔烧化，到得的固体产物即为甲烧化催化剂。
[0087] ⑥保存、记录
[0088] 将制备得到的甲烧化催化剂装入样品袋中，贴好标签，置于干燥器内，储存溫度 20°C±2°C，密闭保存。
[008引 （4)检ii、分析、表征
[0090] 用扫描电子显微镜观察样品表面形貌；用X-射线粉末衍射仪进行晶相分析；用高 压固定床微反装置进行催化剂评价。
【主权项】
1. 一种微波焙烧快速制备甲烷化催化剂的方法，其特征在于，其步骤为： (1) 制备混合物 将二氧化硅、活性炭粉末及硝酸镍混合均匀，得到均匀混合物；均匀混合物在100 °c环 境下干燥保存； (2) 制备催化剂 ① 高压压片 干燥好的均匀混合物在20MPa的压力下压制6min形成片状混合物前躯体； ② 微波制备 片状混合物前躯体置于微波炉中间区域，调整位置，直至红外测温探头测得片状混合 物前躯体的最大温度点；抽真空至真空度为0. 9MPa，通入氮气至真空度为0. 3MPa，抽真空、 通氮气步骤反复进行三次；开启微波炉冷却水循环装置，打开微波控制开关，调节微波功率 使得炉内升温至1300°C± 10°C，恒温反应20min;关闭微波控制开关，停止加热，抽真空至 真空度为〇. 9MPa，炉内自然冷却至室温后，关闭循环水；抽真空至真空度为0. 9MPa，打开炉 门，取出，获得粉末状的以碳化硅为载体的镍基催化剂。2. 根据权利要求1所述的一种微波焙烧快速制备甲烷化催化剂的方法，其特征在于， 所述活性炭粉末的加入量能够保证在微波制备过程中二氧化硅完全反应获得碳化硅，并且 硝酸镍分解后的氧化镍形成活性组分Ni。3. 根据权利要求1或2所述的一种微波焙烧快速制备甲烷化催化剂的方法，其特征在 于，所述以碳化硅为载体的镍基催化剂进一步进行了精制步骤，该步骤为： ① 高温除碳 粉末状的以碳化硅为载体的镍基催化剂置于马弗炉内，空气氛围下700Γ焙烧2h，除 去未反应的活性炭； ② 酸洗除硅 按照体积比为3:1分别量取浓度为38%的氢氟酸以及浓度为68%的浓硝酸，加水稀释 至混酸体积的1. 5倍，除碳后的催化剂置于混酸溶液中，静置24h; ③ 离心、分离 含有催化剂的混酸溶液在l〇〇〇〇r/min的转速下离心8min，去除上清液，清洗至残留物 表面pH为7 ; ④ 干燥、焙烧 残留物于100°C环境下干燥12h，然后置于马弗炉内，空气氛围下550°C焙烧2h，完成精 制。4. 根据权利要求3所述的一种微波焙烧快速制备甲烷化催化剂的方法，其特征在于， 步骤（1)制备混合物中均匀混合物的混合是在玛瑙球磨罐内密封进行的，球磨的转速为 500r/min，以正转、反转各5min为一个球磨周期，运行十个周期。5. 根据权利要求3所述的一种微波焙烧快速制备甲烷化催化剂的方法，其特征在于， 步骤（1)制备混合物中活性炭粉末的制备方法为：木质活性炭在l〇〇°C下干燥12h后，在玛 瑙球磨罐内密封，设定球磨的转速为500r/min，以正转、反转各5min为一个球磨周期，运行 三个周期；然后过200目筛，获得活性炭粉末。6. 根据权利要求3所述的一种微波焙烧快速制备甲烷化催化剂的方法，其特征在于，
【专利摘要】本发明涉及煤转化和催化领域，具体是一种微波焙烧快速制备甲烷化催化剂的方法，其步骤为：（1）制备混合物将二氧化硅、活性炭粉末及硝酸镍混合均匀，得到均匀混合物；均匀混合物在100℃环境下干燥保存；（2）制备催化剂①高压压片②微波制备。本发明所述的碳化硅载体具有高温热稳定性好、导热性好、机械强度高等特性，能够避免催化剂床层的热积累，延长催化剂的使用寿命，能够承受更高的反应温度和空速；另外，本发明简化了现有技术的制备流程，并未引入涂层，能够获得更高的镍载量，还能避免涂层型整体催化剂中涂层剥落导致活性组分的流失。
【IPC分类】C07C9/04, B01J27/224, C07C1/04, C10L3/08, B01J23/755
【公开号】CN105289678
【申请号】CN201510812849
【发明人】任军, 靳永勇, 程铭, 李海东, 朱继宇, 韩冰莹, 史瑞娜
【申请人】太原理工大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月20日