一种催化剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及催化剂制备领域，具体涉及一种催化剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]关于制氢技术，有来自其它的工业工序例如钢铁制备工序的副产物氢、或通过煤或石油的重整制备的氢等。由所述工序产生的氢的设备依赖性强，在适当、简便地利用氢方面，便利性差。
[0003]另一方面，作为简便地得到氢的方法，有利用氨的分解反应的方法。反应式为NH3—0.5N2+1.5H2。由于该反应为10.9kJ/mol的较大的吸热反应，因此必须从体系外供给反应热。作为该反应热的供给方法，有将作为原料的氨或在氨分解反应中生成的部分氢燃烧，将该燃烧热用作氨分解的反应热的自热重整(ATR)。燃烧反应为NH3+0.7502—0.5N2+1.5H20；H2+0.502—H20。作为用于ATR的催化剂，有在氧化铝上负载有Ru的催化剂、在氧化铝上负载有Pt、Rh的催化剂
[0004]但是，使用这些催化剂时，难以根据催化剂组成来控制反应，有时不容易稳定地得到一定浓度的氢。另外，有时由于催化剂层温度变化，会损坏氨重整器、或者导致催化剂的劣化。
[0005]由于这些主要原因，氨分解反应变得不稳定，转化率不够时，反应后的气体中残留有大量氨，得到氢燃料品质差。
【发明内容】
[0006]为解决上述问题，本发明提供了一种催化剂及其制备方法，所得催化剂反应效率尚，且性能稳定。
[0007]为实现上述目的，本发明采取的技术方案为:
[0008]—种催化剂，由以下重量份的原料制备而成:
[0009]金属铝粉60?80份、纳米镍粉3?5份、金属钙粉3?5份、纳米锌粉3?5份、红外反射二氧化钛2?4份、氯化钠2?4份、氯化钾2?4份、钛酸钡2?4份、聚乙烯醇30?40份、松节油衍生物10?15份、全氟烷基的丙烯酸系添加剂4?8份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5?1.5份、水50?70份。
[0010]优选地，所述红外反射二氧化钛粒径为100nm?1500nm，T12含量为85 %?95 %，表面包覆层Si02与Al2O3的含量为5?15%。
[0011]优选地，所述松节油衍生物为蒎烯的异构、歧化产物。
[0012]本发明还提供了一种催化剂的制备方法，包括如下步骤:
[0013]S1、按上述的配方称取各组分；
[0014]S2、将脂肪醇聚氧乙烯醚溶于水，加热至80?90°C，加热过程中一边缓慢滴入松节油衍生物和聚乙烯醇，一边搅拌，自然冷却降温至50?60°C，加入全氟烷基的丙烯酸系添加剂，并恒温5?6h，得混合液A;
[0015]S3、将金属铝粉与钛酸钡、氯化钠和氯化钾混合搅拌后，在120?130°C下与纳米镍粉混合，并在高压氢气气氛下放置I?2h，得混合物B;
[0016]S4、将所得混合物B与金属钙粉和纳米锌粉混合，在氩气保护下，球磨3?6h，得混合物C;
[0017]S5、将所得的混合物C与混合液A混合后，匀速搅拌并加热至120?180°C，恒温4h后超声分散Ih，再用离子水洗涤后真空干燥，得粉体；
[0018]S6、将所得粉体置于双螺杆挤出机内，螺杆挤出机转速为600?900rpm，压力为2?3MPa，经过熔融挤出造粒，得催化剂。
[0019]优选地，所述步骤S5中干燥温度为100°C，干燥2?5h。
[0020]优选地，所述双螺杆挤出机包括十个温控区，温控I?2区的温度为200?280°C，温控3?4区的温度为200?280°C，温控5?6区的温度为200?280°C，温控7?8区的温度为200?280°C，温控9?10区的温度为200?280°C。
[0021 ]优选地，所述的双螺杆挤出机中引入拉伸流元件。
[0022]本发明具有以下有益效果:
[0023]所得催化剂反应效率高，且性能稳定。
【具体实施方式】
[0024]为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0025]以下实施例中所使用的红外反射二氧化钛粒径为100nm?1500nm，Ti02含量为85 %?95 %，表面包覆层S12与Al2O3的含量为5 %?15 %，双螺杆挤出机包括十个温控区，温控I?2区的温度为200?280°C，温控3?4区的温度为200?280°C，温控5?6区的温度为200?280°C，温控7?8区的温度为200?280°C，温控9?10区的温度为200?280°C。
[0026]实施例1
[0027]S1、称取金属铝粉60份、纳米镍粉3份、金属钙粉3份、纳米锌粉3份、红外反射二氧化钛2份、氯化钠2份、氯化钾2份、钛酸钡2份、聚乙烯醇30份、松节油衍生物10份、全氟烷基的丙烯酸系添加剂4份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5份、水50份
[0028]S2、将脂肪醇聚氧乙烯醚溶于水，加热至80?90°C，加热过程中一边缓慢滴入松节油衍生物和聚乙烯醇，一边搅拌，自然冷却降温至50°C，加入全氟烷基的丙烯酸系添加剂，并恒温5h，得混合液A;
[0029]S3、将金属铝粉与钛酸钡、氯化钠和氯化钾混合搅拌后，在120°C下与纳米镍粉混合，并在高压氢气气氛下放置Ih，得混合物B ；
[0030]S4、将所得混合物B与金属钙粉和纳米锌粉混合，在氩气保护下，球磨3h，得混合物C；
[0031]S5、将所得的混合物C与混合液A混合后，匀速搅拌并加热至120 V，恒温4h后超声分散Ih，再用离子水洗涤后真空干燥，得粉体;干燥温度为100°C，干燥2h;
[0032]S6、将所得粉体置于双螺杆挤出机内，螺杆挤出机转速为600rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出造粒，得催化剂。
[0033]实施例2
[0034]S1、称取金属铝粉80份、纳米镍粉5份、金属钙粉5份、纳米锌粉5份、红外反射二氧化钛4份、氯化钠4份、氯化钾4份、钛酸钡4份、聚乙烯醇40份、松节油衍生物15份、全氟烷基的丙烯酸系添加剂8份、脂肪醇聚氧乙烯醚1.5份、水70份
[0035]S2、将脂肪醇聚氧乙烯醚溶于水，加热至90°C，加热过程中一边缓慢滴入松节油衍生物和聚乙烯醇，一边搅拌，自然冷却降温至60°C，加入全氟烷基的丙烯酸系添加剂，并恒温6h，得混合液A ；
[0036]S3、将金属铝粉与钛酸钡、氯化钠和氯化钾混合搅拌后，在130°C下与纳米镍粉混合，并在高压氢气气氛下放置2h，得混合物B ；
[0037]S4、将所得混合物B与金属钙粉和纳米锌粉混合，在氩气保护下，球磨6h，得混合物C；
[0038]S5、将所得的混合物C与混合液A混合后，匀速搅拌并加热至180°C，恒温4h后超声分散Ih，再用离子水洗涤后真空干燥，得粉体;干燥温度为100°C，干燥5h;
[0039]S6、将所得粉体置于双螺杆挤出机内，螺杆挤出机转速为900rpm，压力为3MPa，经过熔融挤出造粒，得催化剂。
[0040]实施例3
[0041]S1、称取金属铝粉70份、纳米镍粉4份、金属钙粉4份、纳米锌粉4份、红外反射二氧化钛3份、氯化钠3份、氯化钾3份、钛酸钡3份、聚乙烯醇35份、松节油衍生物12.5份、全氟烷基的丙烯酸系添加剂6份、脂肪醇聚氧乙烯醚I份、水60份
[0042]S2、将脂肪醇聚氧乙烯醚溶于水，加热至85°C，加热过程中一边缓慢滴入松节油衍生物和聚乙烯醇，一边搅拌，自然冷却降温至55°C，加入全氟烷基的丙烯酸系添加剂，并恒温5.5h，得混合液A;
[0043]S3、将金属铝粉与钛酸钡、氯化钠和氯化钾混合搅拌后，在125°C下与纳米镍粉混合，并在高压氢气气氛下放置1.5h，得混合物B;
[0044]S4、将所得混合物B与金属钙粉和纳米锌粉混合，在氩气保护下，球磨4.5h，得混合物C;
[0045]S5、将所得的混合物C与混合液A混合后，匀速搅拌并加热至150°C，恒温4h后超声分散Ih，再用离子水洗涤后真空干燥，得粉体;干燥温度为100°C，干燥3.5h;
[0046]S6、将所得粉体置于双螺杆挤出机内，螺杆挤出机转速为750rpm，压力为2.5MPa，经过熔融挤出造粒，得催化剂。
[0047]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种催化剂，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成: 金属招粉60?80份、纳米镍粉3?5份、金属妈粉3?5份、纳米锌粉3?5份、红外反射二氧化钛2?4份、氯化钠2?4份、氯化钾2?4份、钛酸钡2?4份、聚乙烯醇30?40份、松节油衍生物10?15份、全氟烷基的丙烯酸系添加剂4?8份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5?1.5份、水50?70份。2.根据权利要求1所述的一种催化剂，其特征在于，所述红外反射二氧化钛粒径为100nm?1500nm，T12含量为85 %?95 %，表面包覆层S12与Al2O3的含量为5?15 %。3.根据权利要求1所述的一种催化剂，其特征在于，所述松节油衍生物为蒎烯的异构、歧化产物。4.一种催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 51、按权利要求1?3任一项所述的配方称取各组分； 52、将脂肪醇聚氧乙烯醚溶于水，加热至80?90°C，加热过程中一边缓慢滴入松节油衍生物和聚乙烯醇，一边搅拌，自然冷却降温至50?60 V，加入全氟烷基的丙烯酸系添加剂，并恒温5?6h，得混合液A; 53、将金属铝粉与钛酸钡、氯化钠和氯化钾混合搅拌后，在120?130°C下与纳米镍粉混合，并在高压氢气气氛下放置I?2h，得混合物B; 54、将所得混合物B与金属钙粉和纳米锌粉混合，在氩气保护下，球磨3?6h，得混合物C； 55、将所得的混合物C与混合液A混合后，匀速搅拌并加热至120?180°C，恒温4h后超声分散Ih，再用去离子水洗涤后真空干燥，得粉体； S 6、将所得粉体置于双螺杆挤出机内，螺杆挤出机转速为6 O O?9 O O r P m，压力为2?3MPa，经过熔融挤出造粒，得催化剂。5.根据权利要求4所述的一种催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中干燥温度为100°C，干燥2?5h。6.根据权利要求4所述的一种催化剂的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机包括十个温控区，温控I?2区的温度为200?280°C，温控3?4区的温度为200?280°C，温控5?6区的温度为200?280°C，温控7?8区的温度为200?280°C，温控9?10区的温度为200?280Γ。7.根据权利要求4所述的一种催化剂的制备方法，其特征在于，所述的双螺杆挤出机中引入拉伸流元件。
【专利摘要】本发明公开了一种催化剂及其制备方法，该催化剂由以下重量份的原料制备而成：金属铝粉60～80份、纳米镍粉3～5份、金属钙粉3～5份、纳米锌粉3～5份、红外反射二氧化钛2～4份、氯化钠2～4份、氯化钾2～4份、钛酸钡2～4份、聚乙烯醇30～40份、松节油衍生物10～15份、全氟烷基的丙烯酸系添加剂4～8份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5～1.5份、水50～70份。本发明所得催化剂反应效率高，且性能稳定。
【IPC分类】B01J23/80
【公开号】CN105642294
【申请号】
【发明人】窦锦民
【申请人】山东化工技师学院
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月12日