甲烷部分氧化制合成氣Pt-Co-CaO-Al-,2-O-,3-雙金屬催化劑的研究.pdf

1、本論文主要考察了Pt-Co/CaO-Al2O3雙金屬催化劑對甲烷部分氧化制合成氣(POM)反應的催化性能，運用了活性評價、BET、XRD、HE-TPR、XPS、Raman、TEM、CH4脈沖等實驗技術，研究了催化劑不同活性組分之間的相互作用及其對POM反應性能的影響，考察了催化劑的比表面積、分散度、氧化還原性能、催化劑的體相和表面結構等性質(zhì)，并初步探討了催化劑的失活機理。主要實驗結果如下： 1)對于POM反應，在Pt-Co/Ca

2、O-Al2O3催化劑中，CaO是一種有效助劑，能提高催化劑的活性和穩(wěn)定性，貴金屬Pt的添加可顯著改善催化劑性能。在Pt添加量0.1～0.5wt％范圍內(nèi)，Pt添加量越多，催化活性越好；Pt添加量過高(>0.5wt％)時，催化活性反而降低。 2)較長時間的催化劑壽命實驗表明，0.5Pt9Co9CaAl催化劑不但有較高的催化活性，而且有較好的穩(wěn)定性和抗積炭性能。在750℃、CH4/O2/Ar=2/1/4、空速為100000 ml·g-

3、1·h-1條件下，其CH4轉化率(～85％)和CO選擇性(～92％)在100 h反應時間內(nèi)基本保持不變，且反應后的催化劑無明顯積炭。 3)0.5Pt9Co9CaAl催化劑有較好的低溫催化活性，更低的起燃溫度，不經(jīng)預還原就有較好的催化活性，在高空速反應條件下也表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能。 4)Pt-Co/CaO-Al2O3催化劑中活性組分Pt、Co之間存在催化協(xié)同作用，XPS表征結果說明在Pt、Co之間存在電子效應，金屬Pt能在

4、催化劑表面富集。 5)TPR表征結果表明Pt添加量低至0.1wt％時即可使催化劑可還原性能顯著改善，且pt添加量越多，可還原性能越強；CH4脈沖實驗說明Pt的添加有利于CH4在催化劑上的活化解離。 6)催化劑XRD以及TEM表征結果表明，在Pt-Co/CaO-Al2O3催化劑中貴金屬Pt在催化劑高溫還原過程中對活性組分金屬Co有一種再分散作用，少量貴金屬Pt能有效提高還原后催化劑金屬Co的分散度，使金屬Co的顆粒度減小，