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天然气作为我国能源结构转型升级的重要清洁燃料,近年来的需求量逐年上升,大力发展煤制天然气技术对加快我国能源结构转型具有重要意义。耐硫甲烷化技术可以缩短煤制天然气工艺、具有一定的成本优势,而研制高效的耐硫甲烷化催化剂是发展耐硫甲烷化技术的关键。本文采用氧化铈负载钼基催化剂作为耐硫甲烷化的催化剂,考察其耐硫甲烷化性能并优化制备条件。
考察了氧化铈载体形貌对催化剂耐硫甲烷化性能的影响,实验结果表明,水热法制备的纳米棒氧化铈作为载体制备的钼基催化剂表现出较好的甲烷化活性。这是由于纳米棒氧化铈具有较大的比表面积和孔体积、晶粒尺寸较小、氧空位的含量较高。另外,纳米棒氧化铈载体与活性组分钼物种之间的作用力较弱,纳米棒的曲面优势也有利于提高活性组分的可接触性,暴露更多的催化反应活性位点。进一步考察了水热法制备氧化铈载体时水热温度的影响,结果表明,水热温度为100℃时效果最佳,CO转化率为63.4%,甲烷选择性为53.1%。该温度下制备的氧化铈具有较大的比表面积和孔体积、晶粒尺寸较小且三价铈和缺陷氧的相对含量较高,为活性组分提供了更多地吸附位。
考察了不同制备方法对氧化铈负载钼基催化剂耐硫甲烷化性能的影响,结果表明,与水热法和直接焙烧法相比,共沉淀法制备的钼基催化剂表现出较好的耐硫甲烷化活性。表征发现,采用共沉淀法制备的催化剂其表面六价钼物种的含量较多。对共沉淀法制备条件进行了优化,采用氢氧化钠作为沉淀剂效果较好,所得催化剂具有较大的比表面积和孔体积、六价钼物种含量较多、钼物质分散性较好。以氢氧化钠作为沉淀剂,考察了氧化钼负载量的影响,结果表明最优的氧化钼负载量为10%,该催化剂具有较大的比表面积、活性组分含量接近于单层饱和负载量。另外,以氢氧化钠为沉淀剂制备氧化铈负载钼基催化剂的适宜pH值为11。最佳制备条件下制备的催化剂CO转化率为76.0%,甲烷选择性为50.6%。
考察了氧化铈载体形貌对催化剂耐硫甲烷化性能的影响,实验结果表明,水热法制备的纳米棒氧化铈作为载体制备的钼基催化剂表现出较好的甲烷化活性。这是由于纳米棒氧化铈具有较大的比表面积和孔体积、晶粒尺寸较小、氧空位的含量较高。另外,纳米棒氧化铈载体与活性组分钼物种之间的作用力较弱,纳米棒的曲面优势也有利于提高活性组分的可接触性,暴露更多的催化反应活性位点。进一步考察了水热法制备氧化铈载体时水热温度的影响,结果表明,水热温度为100℃时效果最佳,CO转化率为63.4%,甲烷选择性为53.1%。该温度下制备的氧化铈具有较大的比表面积和孔体积、晶粒尺寸较小且三价铈和缺陷氧的相对含量较高,为活性组分提供了更多地吸附位。
考察了不同制备方法对氧化铈负载钼基催化剂耐硫甲烷化性能的影响,结果表明,与水热法和直接焙烧法相比,共沉淀法制备的钼基催化剂表现出较好的耐硫甲烷化活性。表征发现,采用共沉淀法制备的催化剂其表面六价钼物种的含量较多。对共沉淀法制备条件进行了优化,采用氢氧化钠作为沉淀剂效果较好,所得催化剂具有较大的比表面积和孔体积、六价钼物种含量较多、钼物质分散性较好。以氢氧化钠作为沉淀剂,考察了氧化钼负载量的影响,结果表明最优的氧化钼负载量为10%,该催化剂具有较大的比表面积、活性组分含量接近于单层饱和负载量。另外,以氢氧化钠为沉淀剂制备氧化铈负载钼基催化剂的适宜pH值为11。最佳制备条件下制备的催化剂CO转化率为76.0%,甲烷选择性为50.6%。