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文檔簡介
1、隨著中國經(jīng)濟的快速發(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。考慮到中國富煤、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重要技術(shù),該技術(shù)的關(guān)鍵是CO甲烷化反應,而高效穩(wěn)定甲烷化催化劑的開發(fā)又是CO甲烷化反應的重中之重。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系列復合載體,然后通過等體積浸漬法制得相應催化劑。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)定性反應后的催化劑進行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催化劑有著更強的堿性位,這將不利于積碳的生成,因而穩(wěn)定性反應后催化劑積碳較少;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,抑制了Ni粒間的團聚,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
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