合成气制天然气镍基催化剂的研究

【摘要】：本文以镍金属作为甲烷化催化剂的活性中心，研究了多种改进型催化剂，通过考察不同载体制备的催化剂性能，最终选定MgO-Al2O3复合载体。实验表明，最佳NiO负载量为15%；微量的La2O3和Ce02可以提高催化剂的稳定性、抗积碳和抗烧结性能。实验发现沉淀剂种类对制备的镍基催化剂的理化性能和反应性能有明显的影响。利用XRD、H2-TPR、BET、TPD、TPO等方法对不同沉淀剂制备的催化剂进行了表征。结果表明，当使用尿素沉淀剂时，颗粒的比表面积达到223.55m2·g-1，催化活性比较稳定；氨水沉淀法制备的催化剂颗粒粒径小，与载体的结合力强，但稳定性不如碳酸铵沉淀法，这主要是因为沉淀剂影响催化剂活性组分晶相的生成、表面镍的分散性及对H2的吸附能力。加入第二种活性组分后，催化剂的性能会发生变化，加入Cu作为添加剂，会降低Ni的粒径，提高其分散性，Ni和Cu之间的协同作用，会减少活性组分在高温下的损失。加入Mn作为添加剂，会降低催化剂的还原温度，这是因为Mn在还原过程中发生价态变化，通过电子效应影响NiO的性能，在300～400℃时，Ni-Mn催化剂的活性明显高于Ni催化剂。