高效抗積炭鈣鈦礦負(fù)載Ni催化劑用于甲烷重整制氫.pdf

1、甲烷重整反應(yīng)可充分利用天然氣資源，緩解溫室效應(yīng)，同時(shí)能產(chǎn)生高效、潔凈的二次能源氫氣，因而受到世界各國(guó)研究學(xué)者的廣泛關(guān)注。鎳基催化劑活性相對(duì)較高，且價(jià)格低廉、資源豐富，是理想的甲烷重整催化劑。但是鎳基催化劑存在活性組分容易燒結(jié)聚集，高溫反應(yīng)條件下積炭嚴(yán)重等缺點(diǎn)，導(dǎo)致催化劑中毒失活。鎳基催化劑需要解決的核心問題是，如何提高Ni0活性組分的分散度以及如何阻止Ni晶粒在高溫重整反應(yīng)中聚集。本文從理解甲烷重整制氫機(jī)理入手，深入研究了Ni活性組分與

2、載體的相互作用、催化劑結(jié)構(gòu)、以及如何有效控制Ni晶粒尺寸等方面出發(fā)，設(shè)計(jì)合成了幾種高效抗積炭重整催化劑。
　　1、采用甘氨酸燃燒法(GNC)、溶膠凝膠法(SG)、共沉淀法(CP)設(shè)計(jì)合成了三種LaFeO3載體；負(fù)載Ni活性組分后結(jié)合DBD等離子體技術(shù)處理得到催化劑用于甲烷水蒸氣重整反應(yīng)。研究結(jié)果表明，GNC和SG法比CP法制備的催化劑表現(xiàn)出更好的催化活性。雖然使用CP法制備的催化劑載體比表面積最大，但是負(fù)載Ni后催化劑活性最差且最

3、不穩(wěn)定；使用SG法制備催化劑載體比表面積最小，綜合催化活性和催化穩(wěn)定性兩者因素，其催化性能最佳。經(jīng)過DBD等離子處理后，H2-TPR結(jié)果表明，催化劑活性中心 Ni與 LaFeO3載體相互作用增強(qiáng)，從而使活性金屬Ni0在載體表面的分散度增強(qiáng)。SEM和TGA-DSC結(jié)果證實(shí)，使用等離子處理能有效抑制Ni/LaFeO3-CP-P催化劑表面積炭生成。
　　2、研究了LaNiO3@SiO2核殼型催化劑用于甲烷干氣重整反應(yīng)。以水熱法制備立方形