甲烷二氧化碳氧化重整制合成气NiSiO2基催化剂的研究.pdfVIP

第21卷增刊 分子催化 V01．21，Suppl． 2007年8月 JOURNAI。OFMOI，ECUI。ARCATALYSIS(CHINA) Aug． 2007 文章编号：PA-077 甲烷二氧化碳氧化重整制合成气Ni／Si02基催化剂的研究· 何素芳，吴红苗，徐羽展，莫流业”，费金华，楼辉，郑小明” (浙江大学催化研究所，杭州，310028) 关键词：甲烷，氧化重整，合成气，NFSiO： 甲烷的催化转化制合成气是目前比较有应用前 采用A1203作为助剂，并使用柠檬酸盐和硝酸盐前 景的利用途径之一。甲烷临氧二氧化碳重整制合成 气反应是一个绿色工艺过程。它具有以下优点【卜3】： (1)能量耦合(甲烷部分氧化的放热与甲烷二氧化活性评价结果表明：对于以硝酸盐为前驱体的催化 碳重整的吸热耦合)；(2)产物H2／CO可根据后续剂，A1203的添加使催化剂的活性和稳定性得到提 工艺的需要进行调节；(3)02的加入在一定程度上高，而且Al含量越高效果越好(图3所示)；相反， 可以减少催化剂的积炭。本文采用适合流化床T艺 对于以柠檬酸盐为前驱体的催化剂，A1203的加入 的高耐磨强度的工业微球硅胶作载体，镍为主要活 反而使催化活性和稳定性变差，Al含量越高越明显 性组分，着重开展了流化床甲烷二氧化碳氧化重整 (图4所示)。表征结果表明，对于以硝酸盐为前 制合成气催化剂体系及反应T艺研究。 在流化床反应器中700℃反应时，以柠檬酸盐 化剂上镍的负载量，x／y表示Ni跟Al的摩尔比) 为前驱体的Ni／Si02催化剂体系在甲烷二氧化碳氧 化重整反应中表现出优良的催化活性和稳定性，而 用，使NiO的还原峰向高温方向移动，而且随着 以硝酸镍为前驱体制备的Ni／Si02催化剂相对比较Al含量的增加，催化剂上NiO的还原峰越往高温 活性低、稳定性差(图1、图2所示)。经过XRD、方向移动，还原后得到的金属镍晶粒越细小；对于 UV-Raman分析发现(图略)，与以硝酸镍为前驱体 的催化剂相比，在相同的镍负载量下，以柠檬酸镍 为前驱体的Ni／si02催化剂，还原得到的金属镍晶 粒要细小得多(约4nm左右)。H2．TPR实验发现， 峰向低温方向移动，而且随着Al含量的增加，催 以柠檬酸镍为前驱体的NiO／Si02中NiO与载体具 有强相互作用而使NiO难以还原，生成了类硅酸镍 化剂上NiO的还原峰越往低温方向移动，还原后得 物种。NiO与si02之间的强相互作用可能是NiSC到的金属镍晶粒越大。这可能就是A1203的加入使 还原后得到小晶粒金属镍的主要原因，也可能是催 ANi。AI。SN催化剂的活性和稳定性变好，而使 化剂在反应中难以烧结的主要原因。 ANix仙SC催化剂的活性和稳定性变差的主要原因。 latd■tdMtIt．％● T--●-_f--(■刚 图1不同Ni负载量和不同前驱体对催化活性的影响 图2不同催化剂的稳定性(反应条件如同上) ’国家自然科学重点基金(2043030)，浙江省应用化学重点实验摩运行及研究(2005Elool6)、浙江省教育厅基金资助项目 ”通讯联系人 MC．120 何素芳等：ql烷_-氧化碳氧化重整制合成气Ni／Si02基催化荆的研究 增刊 木 ；