论文部分内容阅读
本文采用浸渍法制备了一系列NiMoC/γ-Al2O3催化剂,以甲烷三重整制合成气为探针反应,在常压、反应温度为600℃850℃、气态空速为4600mL/h、M(CH4):M(O2):M(CO2):M(H2O)=1.00:0.16:0.39:0.30的条件下,通过固定床常压反应器对催化剂进行活性评价与筛选,考察了催化剂的制备条件对活性的影响,通过XRD、TPR、SEM、BET等技术表征了催化剂表面的物化性质,关联催化剂的活性,探讨了催化剂活性-组成-结构之间的相互关系。考察了Ni含量对催化剂活性的影响。实验结果表明,NiMoC-0.4/γ-Al2O3催化剂具有较高的活性,CH4转化率达95.8%,CO2转化率达96.7%,H2与CO的收率分别为99.0%和95.82%。表征结果显示,Ni的掺杂有助于碳化钼的形成,并增强金属与载体的相互作用,增加催化剂表面的碱性位。反应后的NiMoC/γ-Al2O3催化剂中碳化钼未被氧化,且随着Ni含量的增加,碳化物的稳定性能越好,但镍含量过高越容易积碳。考察了助剂K、Co、Mg、La和Ce的添加对NiMoC/γ-Al2O3催化剂活性的影响。研究发现,添加La能增强催化剂的催化活性。在反应温度为600℃800℃的范围内,LaNiMoC/γ-Al2O3催化剂一直保持最高的活性,在750℃时CH4转化率达到了90.2%,明显高于NiMoC/γ-Al2O3催化剂的29.3%。表征结果显示,La的添加使碳化物晶粒减小,分散性能提高,比表面增大,孔径减小,孔容增大,从而促进了甲烷、二氧化碳、氧气和水的反应。考察了催化剂的制备条件(浸渍顺序、焙烧温度和碳化温度)对催化剂活性的影响。结果表明,采用共浸渍法,500℃焙烧,700℃碳化制备的催化剂活性最高。表征结果显示,焙烧温度和碳化温度越高,碳化钼的衍射峰越尖锐,说明氧化物被碳化进行更彻底。但焙烧温度和碳化温度过高会导致碳化物的晶粒变大,并伴有有烧结的现象。本论文得到国家自然科学基金(批准号:20806017)和广东省自然科学基金(批准号:10151009101000009)资助。