二氧化碳加氢甲烷化镍锰基催化剂的研究.pdfVIP

学兔兔 4 天然气化工 2011年第36卷 二氧化碳加氢甲烷化镍锰基催化剂的研究 王承学，龚 杰 (长春工业大学 化学工程学院，长春 1 300 1 2) 摘要：研究了锰组分的添加含量及制备方法对Ni怛一Al：O，催化剂上二氧化碳加氢合成甲烷的影响，并用XRD，TPR，BET等 手段进行表征。研究结果表明，在常压、400％、n(n．3：n(CO,3=4：1、空速为6000h。条件下，采用共浸渍法制备Mn—Ni／g—A120，催化 剂，n(Mn)：n(Ni)=l：2时催化剂活性达到最高，CO：转化率达到77．92％，甲烷选择性超过96％。表征结果显示，添加的锰组分较好 地分布在催化剂表面，并使镍晶粒细化，增强了镍物种与载体的相互作用，催化剂更易于还原，催化活性显著提高。 关键词：二氧化碳；加氢；甲烷化；Ni—Mn基催化剂；锰助剂 中图分类号：0 643 文献标识码：A 文章编号：1001—9219(2011)01-04-o3 随着全球经济的快速发展，自然资源的日益减 弗炉焙烧4h分别得催化剂a、b、c、d，记作mMn- 少，人类向大气中排放的CO 已经对生态造成了严 ，】，一A1 0。m、n分别表示Mn、Ni的相对原子数)。 重影响，因此CO 的回收利用具有十分重要的意 各催化剂中w(Ni)皆为10％。 义，其中CO 加氢甲烷化由于甲烷是一种洁净燃料 (2)分步浸渍法：称取一定量的氯化镍配制成所 (氢气和甲烷的燃烧热值分别为285．8 kJ／mol和 需溶液，等体积浸渍 —A1：0 (20目-40目)，过夜，于 891 kJ／mo1)，而且可制工业氢，合成化学品等，因而 12032烘干，40o。【=马弗炉焙烧4h，配置一定量的氯 具有良好的发展前景。 化锰制成所需溶液，浸渍处理过的催化剂，过夜，于 目前合成甲烷催化剂中，Ru基催化剂甲烷化 12032烘干，40032马弗炉焙烧4h得催化剂(e)，记作 活性最高，江琦等n 通过对Ru／TiO：上二氧化钛甲烷 Mn／Ni／7．AI：03；将上述制备顺序调换，制得催化剂 化性能评价，在25032时，该催化剂依然能保持较高 (f)，记作Ni／Mn／~一A1203。 活性，CO 转化得最多的催化剂，因此镍基催化剂作 1-2 催化剂的活性评价 为CO 甲烷化催化剂研究日渐活跃∞，但较低负载 采用自制管式固定床反应器评价催化剂活性， 情况下并不理想，负载量较高时易形成尖晶石，造 催化剂装填量为 10ml，两端采用磁环填充。用加压 成催化剂活性较低。由于添加某些金属氧化物能提 试漏，然后切换至还原气进行催化剂的还原，催化 高催化剂的CO：甲烷化活性r7】，且有文献报道【 1在沉 剂经还原后具有催化活性。还原气为高纯氢，空速 淀型镍基催化剂中，添加第二金属组分中，金属锰 6000h～，温度40032，还原时问2．5h。还原结束后，切 的加入能很大程度上提高催化剂的活性和改善催 换合成气(凡(H2)：凡(CO2)=4：1)，达到稳定状态后进行 化剂的热稳定性，本文报道了采用浸渍法制备的一 活性评价。反应产物由在线气相色谱仪和热导池检 系列不同配比的镍锰基催化剂，并考察了不同浸渍 测。 顺序对催化剂催化活性的影响情况。 1．3 ×RD物相分析