Ce-Zr-Co-Ox催化劑的改性及利用于CH4-CO2重整反應(yīng)的研究.pdf

1、甲烷資源豐富，是目前重要的能源和化工原料資源，將其高效轉(zhuǎn)化利用是當(dāng)今研究的前沿課題，其中CH4與CO2催化重整制取合成氣是利用兩種溫室氣體的有效途徑，對(duì)清潔能源和環(huán)境保護(hù)具有重大意義，該過(guò)程同時(shí)避免了CH4與CO2的預(yù)分離過(guò)程。催化劑是影響該技術(shù)的關(guān)鍵因素，在反應(yīng)過(guò)程中催化劑容易因積碳和燒結(jié)等造成反應(yīng)不穩(wěn)定，效率低，因此，該過(guò)程實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵因素在于研制高活性、高穩(wěn)定性及價(jià)格低廉的催化劑。
　　本文在分析CH4/CO2催化重整

2、制取合成氣催化劑的研究基礎(chǔ)上，采用水熱共沉淀法制備了系列 Ce-Zr-Co-Ox復(fù)合氧化物催化劑(Ce-Zr-Co-Ox、Ce-Zr-Co-Ox、Ce/Zr- Co-Ox、Zr/Ce-Co-Ox、Co/Ce-Zr-Ox)，催化劑分別采用XRD、SEM和H2-TPR等手段進(jìn)行表征。重點(diǎn)針對(duì)前驅(qū)體加入方法對(duì)Ce-Zr-Co-Ox復(fù)合氧化物催化劑的制備和CTAB的加入量以及制備過(guò)程中晶化時(shí)間、焙燒溫度等因素對(duì)催化劑活性及穩(wěn)定性性能的影響進(jìn)行了

3、研究，優(yōu)化了Ce-Zr-Co-Ox復(fù)合氧化物催化劑的制備過(guò)程，提高了催化活性及穩(wěn)定性。
　　實(shí)驗(yàn)研究和催化劑表征結(jié)果表明，添加CTAB作為模板劑提高了Ce-Zr-Co-Ox復(fù)合氧化物催化劑的抗積碳性能。前軀體加入方法對(duì)催化劑的微觀形貌、晶型、氧化還原性及催化性能等都有一定的影響，前驅(qū)體同時(shí)加入有利于CexZr1-xO2固溶體的形成，提高催化劑的抗燒結(jié)、抗積炭性能，前驅(qū)體分開(kāi)加入更有利于Co3O4結(jié)晶的形成，提高催化劑的反應(yīng)活性。前

4、驅(qū)體同時(shí)加入制得的催化劑反應(yīng)活性較差但具有較好的抗積碳能力，反應(yīng)15h后催化劑幾乎未發(fā)生積碳反應(yīng)。先加Ce再加Co和Zr制得的催化劑具有CH4/CO2催化反應(yīng)活性及穩(wěn)定性較好，反應(yīng)產(chǎn)生的合成氣H2/CO比值接近1，但其抗積碳能力較差，反應(yīng)11h后催化劑發(fā)生嚴(yán)重的積碳反應(yīng)；先加Co再加Ce和Zr制得的催化劑具有較好的抗積碳性能，反應(yīng)15h后幾乎未檢測(cè)出絲狀碳，但反應(yīng)活性及穩(wěn)定性較差，主要原因是反應(yīng)后出現(xiàn)催化劑產(chǎn)生嚴(yán)重?zé)Y(jié)團(tuán)聚。晶化時(shí)間和焙