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本课题针对陕北化石能源化工生产中排放气(特别是长焰煤干馏副产焦炉煤气)中的CH4和CO2排放大、化工利用率低的现状,提出采用甲烷与CO2重整制合成气的反应途径利用上述排放气。CH4-CO2重整转化中催化剂一般容易失活,而炭催化剂对CH4-CO2重整反应具有“抗硫、抗积碳、高活性”的优点,因此采用炭催化剂作为CO2重整CH4的催化剂。实验在常压连续流动固定床上进行,考察了不同炭基催化剂(活性炭、榆林煤焦)对CH4-CO2重整反应体系的催化活性情况。并借助FTIR、BET和SEM对催化剂进行表征分析,从而探讨催化剂含氧官能团、比表面积及孔径分布等对催化活性的影响。首先考察了活性炭及H2O2氧化改性活性炭对CO2重整CH4制取合成气的催化活性情况,结果发现：活性炭对于CH4-CO2重整反应具有很好的催化效果；活性炭经H202氧化改性后催化效果提高,特别是初始催化活性明显增强。然后研究了担载Ni金属的活性炭催化剂对CO2重整CH4的催化活性情况,考察了不同焙烧温度,不同镍金属担载量活性炭催化剂的催化效果,结果发现：担载镍金属催化剂相对于未改性活性炭,催化活性明显提高；镍金属担载量越高,催化活性越高,反应过程中质量损失也越大,其中10%Ni/AC催化活性最好,900℃时,CH4与CO2转化率都在95%以上。其次研究了氧化改性及担载镍金属的榆林煤焦对CO2重整CH4的催化活性情况,结果发现：榆林煤焦的催化效果远不如活性炭催化剂；双氧水氧化改性对榆林煤焦的催化效果影响不大；担载镍金属后,催化剂反应活性明显提高；在榆林煤焦载体上并没有出现像活性炭那样随镍金属担载量增大活性增大的趋势,这说明不同的载体担载活性组分时,担载量可能会有一个最佳值。通过借助FTIR、BET和SEM对催化剂进行表征分析得出：H2O2氧化改性可使炭催化剂的比表面积,孔径分布及醚氧基、羰基、羧基和酚羟基官能团发生改变。正是这些变化导致催化活性的改变。担载Ni金属并经过600℃焙烧后,炭催化剂比表面积增大,介孔数量增多,并且反应过程中基本不积炭,催化活性明显升高。