燃烧法制备Ni基甲烷化催化剂：Mg、Mn和La助剂对催化性能的影响.pdfVIP

学兔兔学兔兔 6 天然气化工 (C化学与化工) 2015年第4O卷 燃烧法制备Ni基甲烷化催化剂：Mg、Mn和La助剂 对催化性能的影响 曾 艳 ，马宏方 ，张海涛，应卫勇，房鼎业 (华东理工大学化工学院，大型工业反应器工程教育部工程 中心，化学工程联合国家重点实验室 ， 上海 200237) 摘要 ：采用溶液燃烧法制备 了N -A1203甲烷化催化剂 ，考察 了Mg、Mn和 La助剂对催化剂在甲烷化反应 中催化性能的影 响，采用N低温吸附、H2-TPR、XRD、TEM和 CO-TPD对样品进行了表征。实验结果表明，Mg和Mn助剂的添加会加强活性组 分与载体间的相互作用 ，而 【丑的添加会削弱活性组分和载体 问的相互作用 。含 I丑助剂的Ni基催化剂(Ni．La)上Ni颗粒具有 更小的平均粒径 ，增加了催化剂表面的活性位 ，有利于 C0的吸附，从而提高了催化剂 的活性。Ni．La低温活性优异，在反应温 度为 300％时，含 La的催化剂上CO转化率达到99％；并且该催化剂在高温反应中也具有 良好的稳定性。 关键词：甲烷化；镍基催化剂；溶液燃烧法；Mg；Mn；La 中图分类号：0643．3；TQ426 文献标识码：A 文章编号：1001．9219(2015)04-06．05 立足于我国富煤、贫油、少气的能源结构，大力 温还原甚至反应后仍然保持很小的Ni晶粒嘲。康慧 发展煤的清洁利用技术对我 国的能源安全有重要 敏等9[1发现 ，在 Ni基催化剂中加入少量 的Mn可提 意义。天然气作为一种清洁、便利并且热值高的优 高催化剂的甲烷化活性和降低催化剂失活速率，而 质能源，其消耗量将会随着社会的发展和城镇化建 La20，不仅可以提高活性金属在催化剂表面的分散 设的加快而迅速增加I”。通过煤气化后的合成气生 度 ，还可 以提高 Ni原子 的电子云密度。因此 ，本文 产替代天然气是解决天然气短缺的有效手段，也是 尝试通过添加Mg、Mn和 La助剂以提高溶液燃烧 煤的清洁利用的方式之一翻。 法制备的Ni一A1zO，甲烷化催化剂的性能。采用燃 在 1902年 ，Sabatier和 Senderens发现 Ni、Ru、 烧法分别制备了含有Mg、Mn、La助剂的Ni一A10， Rh、Pt、Fe和 Co等金属元素对合成气 甲烷化具有 良 催化剂，考察助剂对催化剂在 CO甲烷化反应中催 好的催化活性3[1。此后，甲烷化受到广泛的关注。Ru 化性能的影响，并采用 N2低温吸附、H2_TPR、XRD、 基催化剂具有最好 的活性 ，但是 由于其价格昂贵 ， TEM和C0一TPD对样品进行了表征。 不利于大规模 的商业化使用4[1。Ni基催化剂对 甲烷 1 实验方法 化反应具有较好的活性和选择性 ，并且价格适 中， 因此在 甲烷化催化剂体系中得到广泛使用5[．q。甲烷 1．1 催化剂制备 化催化剂应具有 良好的低温 (~300~C)活性和高温 催化剂中助剂的质量分数为 6％，Ni元素的质量 (-600~C)稳定性，赵安民等[7】采用溶液燃烧法制备 分数为30o／~。催化剂均采用溶液燃烧法制备。将一 了Ni一Al20s甲烷化催化剂，该催化剂的低温活性 定量的Ni(N03)26·H20和AI(NO3)3．9H2O加人 200mL