本发明属于醇类水蒸气重整制氢，具体涉及一种聚丙烯酸水凝胶衍生cu/zno/ceo2/zro2整体式催化剂的制备方法及其应用。
背景技术：
1、质子交换膜燃料电池作为一种高效无污染的能量转换装置，受到了研究者的广泛关注。由于氢气是质子交换膜燃料电池的最佳能源，因此在线制氢已经成为一项与燃料电池同等重要的核心技术。在供氢方法中，使用甲醇生产氢气具有独特优势，因为甲醇具有高h/c比、价廉和易于存储的优点。由于反应条件温和、产生杂质少和氢气选择性高，甲醇水蒸汽重整制氢被广泛应用于在线制氢。与固定床反应器相比，微反应器具有比表面积大、传热能力强、安全性高等特点，有望应用于甲醇水蒸汽重整制氢反应，从而为燃料电池提供可靠的在线氢源。作为微反应器的核心部件，由惰性载体和颗粒催化剂组成的整体式催化剂因其优异的机械性能和低压降而被广泛使用。然而，对于多孔惰性载体，尤其是孔径较大的商用al2o3泡沫陶瓷载体，简单地将颗粒催化剂涂覆在载体上通常无法获得优异的催化效果，调控整体式催化剂的孔结构是提高催化性能的关键之一。
技术实现思路
1、本发明的第一个目的在于提供一种具有高催化活性和高催化稳定性，在醇类水蒸气重整制氢反应中表现出低一氧化碳选择性的聚丙烯酸水凝胶衍生cu/zno/ceo2/zro2整体式催化剂。该整体式催化剂由al2o3泡沫陶瓷载体和cu/zno/ceo2/zro2颗粒催化剂组成。
2、本发明的第二个目的在于提供一种所述聚丙烯酸水凝胶衍生cu/zno/ceo2/zro2整体式催化剂的制备方法。
3、发明的第三个目的在于提供一种所述聚丙烯酸水凝胶衍生cu/zno/ceo2/zro2整体式催化剂的应用。
4、为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：
5、一种聚丙烯酸水凝胶衍生cu/zno/ceo2/zro2整体式催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6、将交联剂、过硫酸铵和丙烯酸加入到去离子水中，然后在剧烈搅拌下通入惰性气体，得到溶液；将陶瓷浸入所述溶液中，然后加热，再将加热后的陶瓷烘干，得到负载有聚丙烯酸水凝胶的陶瓷；将所述负载有聚丙烯酸水凝胶的陶瓷浸入到含铜盐、锌盐、铈盐和锆盐的溶液中进行真空浸渍，然后煅烧，即得聚丙烯酸水凝胶衍生cu/zno/ceo2/zro2整体式催化剂。
7、所述交联剂包括n,n'-亚甲基双丙烯酰胺、二烯丙基吡啶或二烯丙基苯中的至少一种。
8、所示交联剂、过硫酸铵和丙烯酸的质量比为4~16:5~15:100。
9、所述惰性气体包括氮气、氩气或氦气中的至少一种。
10、所述陶瓷包括蜂窝陶瓷或泡沫陶瓷中的一种。
11、所述加热的温度为60~100°c，时间为5~20min。
12、所述烘干的温度为70~120°c，时间为3~10h。
13、所述铜盐包括硝酸铜、氯化铜或硫酸铜中的至少一种。
14、所述锌盐包括硝酸锌、氯化锌或硫酸锌中的至少一种。
15、所述铈盐包括硝酸铈、氯化铈或硫酸铈中的至少一种。
16、所述锆盐包括硝酸锆、氯化锆或硫酸锆中的至少一种。
17、所述铜盐、锌盐、铈盐和锆盐的摩尔比为3~6:1.5~3.5:0.5~1:0.5~1。
18、所述煅烧的温度为450~650°c，时间为1~4h。
19、一种聚丙烯酸水凝胶衍生cu/zno/ceo2/zro2整体式催化剂的应用，应用于醇类重整制氢。
20、所述醇类包括甲醇、乙醇和异丙醇。
21、相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
22、1. 本发明提供的整体式催化剂具有多孔网状结构，颗粒细小均匀，比表面积大，还原性能好，表面化学状态好。
23、2. 本发明提供的整体式催化剂的催化活性高，应用于甲醇水蒸气重整制氢反应后，甲醇转化率可达100%。
24、3. 本发明提供的整体式催化剂在甲醇水蒸气重整制氢反应中的一氧化碳选择性低，催化稳定性高，经过30h连续催化后，甲醇转化率保持稳定。
1.一种聚丙烯酸水凝胶衍生cu/zno/ceo2/zro2整体式催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的聚丙烯酸水凝胶衍生cu/zno/ceo2/zro2整体式催化剂的制备方法，其特征在于：
3.如权利要求1所述的聚丙烯酸水凝胶衍生cu/zno/ceo2/zro2整体式催化剂的制备方法，其特征在于：
4.如权利要求1所述的聚丙烯酸水凝胶衍生cu/zno/ceo2/zro2整体式催化剂的制备方法，其特征在于：
5.如权利要求4所述的聚丙烯酸水凝胶衍生cu/zno/ceo2/zro2整体式催化剂的制备方法，其特征在于：
6.一种聚丙烯酸水凝胶衍生cu/zno/ceo2/zro2整体式催化剂，其特征在于：采用权利要求1-5任一项所述的方法制备得到的。
7.如权利要求1-5任一项所述的聚丙烯酸水凝胶衍生cu/zno/ceo2/zro2整体式催化剂在醇类重整制氢上的应用。
8.如权利要求7所述的聚丙烯酸水凝胶衍生cu/zno/ceo2/zro2整体式催化剂的应用，其特征在于：所述醇类包括甲醇、乙醇和异丙醇中的一种或多种。
