二氧化碳分解制备一氧化碳的催化剂及制法和应用

一种二氧化碳分解制备一氧化碳的催化剂是以Mg、Ca对铈锆固溶体进行掺杂得到的复合金属氧化物，其化学组成用通式表达为：Ce

1.一种二氧化碳分解制备一氧化碳的催化剂，其特征在于催化剂是以Mg、Ca对铈锆固溶体进行掺杂得到的复合金属氧化物，其化学组成用通式表达为：Ce_0.8-xZr_0.2M_xO_2-x，其中x=0.02-0.1，M为掺杂金属Mg或Ca，x为掺杂金属的摩尔分数；并由如下方法制备：方法一：催化剂采用共沉淀法制备，所有金属元素均以硝酸盐的形式溶于去离子水中，按催化剂组成比例配成混合水溶液，在50-80℃下用0.5-1.5 mol/L浓度的碱与混合水溶液进行共沉淀，沉淀过程需充分搅拌，保持溶液pH为8-12，沉淀后在50-80℃下继续搅拌老化2-6h，沉淀用去离子水充分洗涤，然后在80-120℃下干燥，600-800 ℃下焙烧2-4h，得到催化剂；方法二：催化剂采用水热法制备，将P123与所有金属元素的硝酸盐溶于去离子水中，按催化剂组成比例配成混合水溶液，其中每0.01 mol硝酸铈使用0.5-2 g P123作模板剂，在50-80 ℃下用0.5-1.5 mol/L浓度的碱与混合水溶液进行共沉淀，沉淀过程需充分搅拌，保持溶液pH为8-12，沉淀后在50-80 ℃下继续搅拌老化2-6 h，沉淀用去离子水充分洗涤，将洗涤后沉淀分散到去离子水中，在120-160 ℃下水热处理12-24 h，水热反应结束后，在室温条件下自然冷却至室温，所得材料经抽滤后在80-120℃下干燥，500-800℃下焙烧4-8h，得到催化剂。
2.如权利要求1所述的一种二氧化碳分解制备一氧化碳的催化剂的制备方法，其特征在于所述方法一和方法二中的碱是NaOH、KOH或NH₃·H₂O。
3.如权利要求1所述的一种二氧化碳分解制备一氧化碳的催化剂的应用，其特征在于催化剂应用于固定床反应器，具体的反应过程为：将催化剂在Ar气氛中升温至1200-1400℃进行热还原反应，反应时间为40-60 min；之后在Ar气氛下降温至800-1100℃；在800-1100℃下通入CO₂进行CO₂分解反应，反应时间为40-60 min；之后再在Ar气中升温至1200-1400℃，两步反应在这样的温度变化条件下不断循环进行，两步反应都是在常压下进行的。