一种由生物质热裂解炭制备钌催化剂的方法、产品及其应用

摘要

本发明公开了一种由生物质热裂解炭制备钌催化剂的方法，首先将生物质热裂解炭浸渍在强碱溶液中，后依次经高温活化及强酸浸渍处理，得到活化热裂解炭，再经硝酸溶液回流处理得到功能化的活化热裂解炭，以其为催化剂载体，通过浸渍法负载金属钌制备得到所述的钌催化剂。本方法以成本低廉并多以废弃物形式抛弃的生物质热裂解炭为原料，实现了其高附加值利用；本方法制备的钌催化剂具有极大的比表面积、大的孔容及孔径，将其应用在合成气选择性合成甲烷的反应中，表现出极佳的催化活性和高的选择性，反应中CO的转化率达到100%，CH₄选择性高达99%。

主权项

一种钌催化剂在合成气选择性合成甲烷反应中的应用，其特征在于，包括：（1）将钌催化剂装入反应器中，进行还原处理，所述还原气氛为H₂、流速为10~60ml/min、温度为400～500℃、时间为3～10h；（2）将合成气以500~12000h^‑1的进料空速通入步骤（1）的反应器中，在300～400℃、2～5MPa的条件下进行反应，所述合成气中H₂与CO的体积比为1~3；所述的钌催化剂以功能化的活化热裂解炭为载体，以金属钌为活性组分，所述钌的负载量为0.1～10wt%；所述钌催化剂的比表面积为700~1000m²/g，其中微孔的比表面积占总比表面积的50~80%，孔容为0.4~0.7cm³/g，平均孔径为1~4nm；制备方法包括以下步骤：（1）生物质热裂解炭在OH^‑离子浓度为3～7mol/L强碱溶液中浸渍2～8h，过滤后的滤渣经干燥后，置于500～1000℃的氮气气氛中活化1～5h，再经去离子水洗至中性；（2）将步骤（1）得到的产品在H⁺浓度为0.5～2mol/L的强酸溶液中浸渍3～8h，然后用去离子水洗至中性，再经干燥处理得到活化热裂解炭；（3）将步骤（2）得到的活化热裂解炭在硝酸中加热回流反应3～10h后，经去离子水冲洗至中性，加热烘干后得到功能化的活化热裂解炭，所述硝酸质量浓度为10%～65%；（4）将步骤（3）得到的功能化的活化热裂解炭加入到浓度为0.01～0.5mol/L的钌盐溶液中，经超声处理及机械搅拌后，再进行蒸干、干燥，得到所述的钌催化剂。