co,2重整ch,4催化剂的制备及性能研究

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1、桂林理工大学硕士学位论文CO<,2>重整CH<,4>催化剂的制备及性能研究姓名：陈俭省申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：李凝20100401桂林理工大学硕士学位论文摘要采用浸渍．沉淀法制各负载型Ni／ZrOJMxOy固体催化剂，并运用XRD、BET、TPR和TPD等技术与方法对催化剂的晶相结构、比表面、还原性能和表面吸附性能等进行了表征，以C02重整CH4反应为探针考察了催化剂的催化性能。结果表明，以Si02为基载体的催化剂虽具有较大的比表面积，反应初活性较高，在空速为2．3X104mi／(h·gcat)，温度为650

2、℃时，CH4转化率可达77％，但Si02为基载体的复合载体形成的非晶态结构不稳定，仅反应5h就因积炭失活。以A1203为基载体的催化剂虽初活性相对较低，但是可以稳定50h而不见活性下降。基于此，以A1203为基载体，采用水热法、柠檬酸络合法、浸渍沉淀法和共沉淀法分别制备了Ni／ZrOz／A1203催化剂，结果表明，水热合成法制备的Ni／Zr02／A1203催化剂初活性较高，在温度为650℃时，CH4的转化率为62％，但因其对C02的吸附较弱，不利于消炭反应，在800℃反应10011CH4的转化率就下降了近10％。浸渍沉淀法所制

3、备的催化剂具有较好催化稳定性，在800℃下反应100h后，CH4和C02的转化率基本保持在88％和90％不变。为了改善催化剂的表面性能，在N化幻2／A1203催化剂中掺杂其它氧化物进行改性，其中掺杂Mn02的催化剂的效果较为明显，稳定性也较好，在800℃下反应100h，转化率基本维持在85％。Ni／Mn02．Zr02／A1203催化剂随着Mn02的掺杂量的增加表面积先增大后减小，在掺杂量为O．15g／gA1203时，表面积可达104．9m2，而催化剂的还原温度随着掺杂量的增大而逐渐减小。当含量超过0．2g／gA1203时，催化

4、剂对C02的吸附能力开始下降，强碱性中心消失。同时在Mn02．Zr02／A1203载体上考察了NiO负载量对催化剂活性和稳定性的影响，催化剂的反应初活性随着NiO的含量的升高而升高，当NiO的含量超过17％后，催化剂的稳定性变差。在Mn02．Zr02／A1203复合载体上考察了不同金属组分对催化剂的活性的影响，结果表明，Ni基催化剂的效果优于Co和Fe催化剂，在Ni基催化剂中添加第二组分Co和Fe时，其活性反而不及单金属Ni催化剂。关键词：复合载体；Ni基催化剂；掺杂；C02重整CH4，桂林理工大学硕士学位论文量皇篁鼍曼皂舅舅

5、曼曼皇皇兽IN__／

6、一鼍皇皇曼皇鼍量鼍曼毫皇量量曼篁量曼曼量鼍曼曼量曼曼量曼皇曼皇曼寰AbstractImpregnationmethodwasadoppedtopreparetheNi／Zr02／MxOrcatalyst．Thecatalystcrystalstructure，surfacearea，restoreperformanceandsurfaceadsorptionpropertieswascharacterizedbyX—raydiffraction(XRD)，Brunner-Emmett-Teller(BET

7、)，temperature-programmedreaetion／desorption(TPR／TPD)．C02refromingCI-14reactionwaschosentoinvestigatethecatalyticpropertiesofthecatalysts．TheresultsindicatedthattheNi／Zr02／Si02hadbiggersurfacearea(1l4．3一儋)，andshowedhigherinitialactivity(undertheconditionsof650℃andspa

8、cevelocityof22900ml／(h‘gcat)，77％conversionofCH4wasachieved)underC02reformingCH4，however,thenoncrystallinestateoftheNi／Zr02／Si02catalystisunsteadyinhightemperatureconditions，andtheNi／Zr02／Si02catalystwasinactivatedunder800℃for5h．ThecatalystofN汜巾2／A1203showedloweracti

9、vitythantheN记巾2／Si02catalyst，butitwassteadinessunder800℃for50h．TheNi／Z向2／A1203catalystwaspreparedbyhydrothermalmethod，citricacidcomplexmet