La-,2-B-,2-O-,7-（B=Zr、Ce、Sn）型復(fù)合氧化物的合成及催化性能研究.pdf

1、甲烷催化燃燒和二氧化碳重整甲烷制合成氣是利用甲烷的兩條有效途徑。由于甲烷的化學(xué)穩(wěn)定性，兩個(gè)反應(yīng)都需要高溫條件才能進(jìn)行。這對(duì)催化劑的熱穩(wěn)定性提出了更高的要求。為此，本文著重采用溶膠．凝膠法和共沸蒸餾法制備La<,2>B<,2>O<,7>(B＝Zr、Sn、Ce)型復(fù)合氧化物，并考察了在甲烷燃燒和二氧化碳重整甲烷制合成氣反應(yīng)中的催化性能，運(yùn)用XRD、TPR、BET、TG－DTA、電導(dǎo)率對(duì)催化劑的體相組成與結(jié)構(gòu)、氧化-還原能力、比表面、熱穩(wěn)定性

2、及缺陷形成情況等性質(zhì)進(jìn)行表征，探討了催化活性與催化劑物理化學(xué)性能之間的內(nèi)在聯(lián)系，并在此基礎(chǔ)上制備了A位摻雜Mg、Mn、Ce的La<,2-x>M<,x>Zr<,2>O<,7>催化劑和鎳修飾La<,2>Zr<,2>O<,7>催化劑，分別考察了在甲烷燃燒和二氧化碳重整甲烷制合成氣反應(yīng)中的催化性能。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)900℃焙燒3h后，La<,2>Zr<,2>O<,7>和La<,2>Sn<,2>O<,7>形成了燒綠石結(jié)構(gòu)復(fù)合氧化物，而

3、La<,2>Ce<,2>O<,7-δ>則形成螢石結(jié)構(gòu)復(fù)合氧化物。單相La<,2>Ce<,2>O<,7-δ>催化劑對(duì)甲烷燃燒表現(xiàn)出較高的催化活性，起燃溫度和完全轉(zhuǎn)化溫度分別為510℃和660℃，但對(duì)甲烷重整反應(yīng)催化性能較差。單相La<,2>Zr<,2>O<,7>在甲烷催化燃燒中表現(xiàn)出較好的催化性能，522℃起燃，在610℃甲烷完全轉(zhuǎn)化率達(dá)到50％，690℃接近燃燒完全。而且在A位摻雜Mg、Mn、Ce時(shí)，Ce能進(jìn)入La<,2>Zr<,2>O

4、<,7>晶格中，形成燒綠石結(jié)構(gòu)，從而顯著提高甲烷催化燃燒性能。而在二氧化碳重整甲烷制合成氣反應(yīng)中，單相燒綠石結(jié)構(gòu)La<,2>Zr<,2>O<,7>復(fù)合氧化物活性比La<,2>Sn<,2>O<,7>和La<,2>Ce<,2>O<,7-δ>兩個(gè)催化劑好，尤其以鎳修飾后，其催化性能顯著提高，在800℃反應(yīng)條件下，CO<,2>和CH<,4>的轉(zhuǎn)化率均能達(dá)到95％以上，對(duì)H<,2>和CO的選擇性高，CO/H<,2>比例幾乎相等于其理論值1。在整個(gè)