鑭、鋇改性鎳-氧化鋁催化劑用于甲烷部分氧化的研究.pdf

1、鎳基氧化鋁是目前廣泛應(yīng)用于甲烷部分氧化反應(yīng)(簡稱POM)的催化劑，其初始活性很高，幾乎可以與貴金屬媲美，但浸漬法制備的鎳基氧化鋁為了抑制NiAl2O4的形成而大多在低溫熱處理，低溫熱處理活性組分與載體作用弱，高溫反應(yīng)條件下活性組分很容易遷移、聚集、燒結(jié)長大，催化劑嚴重積炭而失活。同時Al2O3晶型的轉(zhuǎn)變也是其失活的重要原因。 本文針對上述問題從催化劑制備和組成方面展開了研究，得到以下主要結(jié)論：(1)首先從制備方法入手，采用Na2

2、CO3-NaOH為沉淀劑共沉淀制備La、Ba改性的鎳基氧化鋁催化劑，XRD和BET測試結(jié)果表明，此方法能夠很好的控制活性組分的含量和分布，制備的催化劑具有粒度小，活性組分在載體表面均勻高分散、載體和活性組分相互作用強。 (2)體相分別添加La、Ba的硝酸鹽，BET測試顯示高溫焙燒條件下La改性的催化劑仍保持很高的比表面積，XRD和TPR結(jié)果表明La的加入有效的抑制了大顆粒的NiAl2O4的形成，保持了相當高比例的活性鎳組分，提高

3、了催化劑的催化活性。Ba的添加對提高催化劑比表面積不利，但高溫焙燒下能更好的抑制大顆粒的NiAl2O4的形成，保持高比例的活性鎳組分，同樣提高了催化劑催化活性。La、Ba的加入能夠提高Al2O3晶型轉(zhuǎn)化溫度。 (3)催化劑于800℃以上高溫熱處理，鎳組分與載體作用強，很好的抑制了催化劑高溫積碳反應(yīng)，提高了催化劑的穩(wěn)定性。 (4)通過對不同溫度還原的催化劑的活性測試和TPR表征，得出無定型NiAl2O4是甲烷部分氧化反應(yīng)的

4、主要活性組分。 (5)活性測試結(jié)果表明共沉淀制備的20％鎳含量的800℃焙燒La改性和900℃焙燒的Ba改性的鎳基氧化鋁催化劑在800℃反應(yīng)溫度下XCH4、SCO和SH2分別達到100％，95.9566％,99.8721％和100％，92.1965％,98.05％；兩種催化劑在15小時內(nèi)活性幾乎沒有下降，顯示了很好的催化性能和穩(wěn)定性。 (6)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和表征結(jié)果對鎳基氧化鋁催化劑上的POM機理進行了探討，提出了POM機