甲烷部分氧化制合成气CoMgOHZSM5催化剂的研究.pdfVIP

第2l卷增刊 分子催化 V01．21，Suppl． JOURNAI，OF 2007 2007年8月 MOI，ECULARCATALYSIS(CHINA) Aug． 文章编号：PA-084 甲烷部分氧化制合成气Co／MgO／HZSM．5催化剂的研究· 张诺伟，黄传敬¨，高晓晓，翁维正，万惠霖·· (固体表面物理化学国家重点实验室，厦门大学化学系，厦门361005) 关键词：甲烷，部分氧化，合成气，Co／MgO／HZSM．5催化剂 甲烷部分氧化制合成气最具工业应用前景的 反应性能的影响，发现以HZSM．5为载体的催化剂 催化剂是镍基、钴基催化剂。由于Co的熔点比Ni性能最佳，其它催化剂均活性很低且迅速失活。在 高，它在抗高温流失方面可望更具有优判11。但一 般钴基催化剂的活性较羞，而其催化性能往往与金 上甲烷转化率均接近热力学．甲衡值，但随着反应时 属．载体的相互作用密切相关，故采用合适的载体和 间的延长，催化活性逐渐下降，且反应温度愈低， 添加助剂调变金属．载体的相互作用以提高其催化 失活速率愈快。添加MgO助剂，催化剂稳定性明 显提高。600℃反应时，Co／HZSM．5在lh反应时 活性和稳定性至关重要。近年已有报道，Co／MgOt2】 和Co／HZSM．5【3J催化剂分别对甲烷部分氧化和间内甲烷转化率从66％降至10％，而 h试验时间内催化活 CH4／C02重整制合成气反应表现出较好的催化性Co／MgO／HZSM．5催化剂在3 能，但前者由于金属．载体相互作用太强，Co负载 性保持不变。更长时间的稳定性考察结果示于图l。 h后活性急 量需高达24叭％左右。本文将Co／HZSM．5催化剂由图看出，Co／HZSM．5在750℃反应8 应用于甲烷部分氧化制合成气反应，并以MgO为 剧下降。未失活的催化剂有明显积碳，但失活后积 助剂对载体进行调变，结合XRD、TPR、Raman等碳基奉消失且催化剂呈灰蓝色，意味着催化剂活性 表征结果，研究催化剂结构与性能之间的关系。 相C00被氧化而与分子筛中的骨架铝作用生成 Co／MgO／HZSM．5催化剂采用分步浸渍法制 备，600℃空气氛中焙烧4 h试验时间内，其催 h。若非注明，Co、MgCo／MgO／HZSM．5催化剂在50 含量均为9wt％。反应气为CH4／02／Ar(21114)混合 化活性基本不变，且反应后催化剂颜色没有变化亦 气，空速100000 未见明显积碳，表现出优越的稳定性和抗积碳性 ml·g-eati．h～。反应前，催化剂经 700℃氢气还原2h。 能。 考察了载体(HZSM一5、A1203、Si02、MgO、 CaO等)对负载Co催化剂甲烷部分氧化制合成气 methaneconversionandCO functionoftimeonstreamoverCo／HZS-5and Fig．1．Alterationof selectivity舔a Co／MgO／HZSM-5 catalysts(T=750℃，CH4／02／Ar=2／1／4，GHSV=100000ml·g-1·h。1，． (2005HZ01-3)资助 ¨通讯联系人 MC一126 张诺伟等：叶|烷部分氧化制合成气Co／MgO／HZSM一5催化剂的研究