等離子體和助劑改性鎳基催化劑二氧化碳甲烷化研究.pdf

1、在當(dāng)前天然氣日益貧乏、溫室效應(yīng)日益嚴(yán)重的形勢下，通過CO2甲烷化反應(yīng)合成天然氣對能源和環(huán)境保護(hù)都有重大的意義。CO2甲烷化反應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)是催化劑的研制，鎳基催化劑在甲烷化反應(yīng)中表現(xiàn)出良好的性能，被認(rèn)為是最具發(fā)展前景的催化劑之一。
　　本文采用浸漬法制備了Ni/AlOOH和Ni/Al2O3兩種催化劑，并采用共沉淀法制備了Ni/Al2O3催化劑。發(fā)現(xiàn)用浸漬法制備的Ni/Al2O3催化劑具有最佳的催化性能。為了探究等離子體的作用，考察了

2、不同的處理方式即焙燒處理、等離子體處理、先等離子體再焙燒處理對浸漬法制備的Ni/Al2O3的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)等離子體處理可提高該催化劑的低溫反應(yīng)活性，原因是等離子體處理能減小活性組分Ni與Al2O3之間的作用力，增加NiO的還原度和分散度。
　　在等離子體處理和浸漬法制備催化劑的基礎(chǔ)上，考察CeO2對Ni/Al2O3催化劑低溫甲烷化活性的影響。通過共浸漬法添加2 wt.％ CeO2助劑可以明顯提高Ni/Al2O3催化劑的甲烷化活性，

3、增加CeO2的添加量，甲烷化活性不再改變。此外，制備了不同Ce含量的復(fù)合載體CeO2-Al2O3，發(fā)現(xiàn)40 wt.%CeO2能最大程度的提高甲烷化活性。最后對兩種不同加入方式即Ce和Ni共浸漬法和制備2 wt.%CeO2-Al2O3復(fù)合載體做了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩種方式下添加2 wt.%CeO2均提高了甲烷化活性，其中Ce和Ni共浸漬法提高幅度較大。
　　此外，考察了添加助劑Fe對Ni基催化劑甲烷化反應(yīng)的影響。比較了不同比例Ni/Fe

4、雙金屬催化劑，Ni催化劑，F(xiàn)e催化劑的反應(yīng)性能，發(fā)現(xiàn)Fe不是CO2甲烷化反應(yīng)的活性金屬，但作為助劑可以增加甲烷化活性。在高負(fù)載量Ni基催化劑上添加大量Fe會降低催化活性。通過表征發(fā)現(xiàn)助劑Fe有雙重影響，一是Fe可以給Ni提供適宜的電子環(huán)境，二是Fe覆蓋了載體表面的部分Ni，降低了Ni的分散度。在高負(fù)載量Ni上添加低含量Fe時(shí)，第一個(gè)作用占主導(dǎo)，從而提高了甲烷化活性；在高負(fù)載量Ni上添加高含量Fe，第二個(gè)作用占主導(dǎo)，使得進(jìn)而甲烷化活性減小