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

摘要

本发明公开了一种用于催化甲醇合成反应的Ni/Cu/M化剂及其制备方法。所述催化剂为Ni/Cu/M，其中，所述M为Al₂O₃、ZnO、ZrO₂、TiO₂；所述催化剂的制备方法包括：载体M的预处理；Cu/M样品的浸渍法制备；把Cu/M样品放入反应腔并导入含Ni前驱体；通氮气，清除多余的Ni前驱体；导入氧源，使氧源与含Ni生成物进行反应；通氮气，清除氧源与含Ni生成物的反应残余物；重复操作多次，在Cu/M样品上沉积NiO纳米颗粒；还原NiO/Cu/M，完成Ni/Cu/M催化剂的制备。所得材料具有远高于利用传统浸渍法所制备的催化剂的催化甲醇合成反应性能。

主权项

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。