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专利号: 2023102831846
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高分散型纳米Co‑Ni合金催化剂的应用,其特征在于:以褐煤作为碳前驱体,利

2+ 2+

用其富含羧基含氧官能团的特点,使其在碱性条件下与混合溶液中的Ni 和Co 发生离子+ 2+ 2+交换化学反应,即褐煤羧基基团上的H 与Ni 和Co 发生离子交换;由于羧基基团在褐煤结

2+ 2+

构中的无序性分布,竞争交换反应的Ni 和Co 更加均匀地分散到煤基质中;之后得到的煤前驱体进行热解炭化脱除挥发分即得到高分散型纳米Co‑Ni合金催化剂;

具体步骤如下:

S1、对褐煤进行预处理:对褐煤进行酸洗氧化从而保证预处理后的褐煤中灰分/干燥基含量为0.7wt%‑9.2 wt%,羧基浓度为1.83mmol/g‑3.84 mmol/g;

S2、配置乙酸钴和硝酸镍的混合溶液,每升混合溶液中包含0.15 g 1.49 g的四水合乙~酸钴,0.18 1.75 g 六水合硝酸镍,其余为水;所述四水合乙酸钴的纯度为99.5%,六水合硝~酸镍的纯度为98%;

S3、向配置好的混合溶液中添加碳酸铵、氨水和完成预处理的褐煤,然后进行搅拌:每升混合溶液中加入80 mL氨含量为25%‑27%的氨水、14.3 g的碳酸铵、33.3 g的褐煤,搅拌过+ 2+ 2+ 2+ 2+程中褐煤羧基基团上的H与Ni 和Co 发生离子交换,Ni 和Co 将更加均匀地分散到褐煤的煤基质中;

S4、对完成搅拌的产品进行过滤得到褐煤前驱体,通过洗涤的方式调整褐煤前驱体至中性,之后对褐煤前驱体进行干燥处理;

2+ 2+

S5、将完成干燥的固体物置入氩气气氛管式炉中进行碳化热解,Ni 和Co 被还原成零价态金属,以发挥活性作用,同时此过程中也去除褐煤前驱体中的杂质;

S6、热解结束后待炉温降低后取出即可获得Ni和Co以及形成的合金均能在催化剂上均匀分布,没有金属团聚现象发生的高分散型纳米Co‑Ni合金催化剂;

o

使用高分散型纳米Co‑Ni合金催化剂在甲烷干重整制备合成气,温度为600‑900  C,压力为0.2‑3.0 MPa,所述的高分散型纳米Co‑Ni合金催化剂可直接投入甲烷干重整反应,而无需进行H2活化。

2.根据权利要求1所述高分散型纳米Co‑Ni合金催化剂的应用,其特征在于:使用的褐煤粒径为16‑40目。

3. 根据权利要求1所述高分散型纳米Co‑Ni合金催化剂的应用,其特征在于:炭化热解o o o温度为650  C,其中管式炉升温速率为10  /min,在650  C下保持1 h。