一氧化碳甲烷化鎳基復(fù)合載體催化劑的制備及其性能研究.pdf

1、隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和環(huán)保力度的加大，天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)、高效、環(huán)保的清潔能源，其需求量逐年增加，中國天然氣的生產(chǎn)已不能滿足日益增長的需求，并且缺口越來越大?？紤]到中國富煤、少氣的國情和現(xiàn)狀，煤制天然氣成為緩解天然氣短缺的一項(xiàng)重要技術(shù)，該技術(shù)的關(guān)鍵是CO甲烷化反應(yīng)，而高效穩(wěn)定甲烷化催化劑的開發(fā)又是CO甲烷化反應(yīng)的重中之重。常規(guī)單載體甲烷化催化劑或多或少存在著一些缺陷，這些缺陷嚴(yán)重阻礙了中國甲烷化工藝的發(fā)展，鑒于此在本文中通過沉淀法、蒸

2、發(fā)誘導(dǎo)自組裝(Evaporation-induced self-assembly，簡稱EISA)法和共沉淀法分別合成了Al2O3-SiC、Al2O3@SiC和MgxAlyOz系列復(fù)合載體，然后通過等體積浸漬法制得相應(yīng)催化劑。同時采用XRD、N2-吸附、SEM、TEM、H2-TPR、NH3-TPD、CO2-TPD、TG-DTG等表征技術(shù)對催化劑進(jìn)行了探究。本文主要研究成果如下:
　　1.EISA法制備的Ni/Al2O3@SiC催化劑

3、，在Al2O3含量為20％，焙燒溫度為500℃時、還原溫度為700℃時，催化劑的催化活性最佳。100h高溫穩(wěn)定性測試結(jié)果表明，與沉淀法制備的15Ni/20Al2O3-SiC催化劑相比，15Ni/20Al2O3@SiC催化劑具有更好的高溫穩(wěn)定性。
　　2.由SEM掃描圖片，可以清楚的看到Al2O3@SiC復(fù)合載體中Al2O3均勻的包覆在SiC表面;XRD和TEM測試顯示，15Ni/20Al2O3@SiC催化劑Ni粒分散度更好、Ni粒

4、粒徑更小，所以15Ni/20Al2O3@SiC催化劑的催化活性更好;對穩(wěn)定性反應(yīng)后的催化劑進(jìn)行TG-DTG測試，結(jié)果表明15Ni/20Al2O3@SiC催化劑的積碳較少;NH3-TPD和CO2-TPD測試結(jié)果顯示15Ni/20Al2O3@SiC催化劑有著更強(qiáng)的堿性位，這將不利于積碳的生成，因而穩(wěn)定性反應(yīng)后催化劑積碳較少;H2-TPR測試顯示15Ni/20Al2O3@SiC催化劑中活性組分與載體之間的作用力較強(qiáng)，抑制了Ni粒間的團(tuán)聚，因此

5、催化劑有著更好的穩(wěn)定性。
　　3.共沉淀法制備的Ni/MgxAlyOz催化劑，Mg∶Al比分別為2∶1、1∶1、1∶2和1∶3，當(dāng)Mg∶Al比為1∶2時催化劑的催化活性最佳;添加助劑La2O3后，15Ni-5La/MgAl2O4催化劑的低溫催化活性進(jìn)一步大幅度提高。
　　4.TEM和XRD測試顯示，與15Ni/MgAl2O4催化劑相比，15Ni-5La/MgAl2O4催化劑有著更小的Ni粒粒徑，這是催化劑活性提高的原因;H2