论文部分内容阅读
甲烷部分氧化制合成气(POM)具有能耗低、CO和H2选择性高、n(H2)/n(CO)适合于甲醇及费-托合成等优点。开发活性高、稳定性好的Ni基催化剂是该工艺能否实现工业化的关键。本文通过柠檬酸络合法制备了钙钛矿型LaNiO3和类钙钛矿型La2NiO4两类催化剂,并采用BET、XRD、TPR、TG/DTA、SEM、XPS以及活性评价等研究方法,分别对钙钛矿型LaNiO3催化剂以及类钙钛矿型La2NiO4催化剂的制备条件、物化性质以及催化性能进行了系统的研究和比较。钙钛矿型催化剂LaNiO3采用柠檬酸络合法制备,考察了焙烧温度、柠檬酸添加量对其催化性能的影响。结果表明,制备过程中络合物柠檬酸的添加量及焙烧温度对催化剂样品的形貌及其甲烷部分催化氧化性能影响很大。当焙烧温度为850℃、La:Ni:CA=1:1:3时,可以形成完整的、颗粒均匀的钙钛矿型LaNiO3,该催化剂有较好的甲烷部分氧化活性。对于类钙钛矿型催化剂La2NiO4,实验也考察了焙烧温度、柠檬酸添加量对其催化性能的影响。通过分析得到:焙烧温度和柠檬酸添加量对催化剂性能影响较大。当焙烧温度为850℃时、La:Ni:CA=2:1:3时,可以形成完整的、颗粒均匀的类钙钛矿型La2NiO4,该催化剂有好的甲烷部分氧化活性和稳定性。对比钙钛矿型催化剂LaNiO3和类钙钛矿型催化剂La2NiO4的甲烷部分氧化性能,得出由于类钙钛矿性催化剂La2NiO4独特的结构,在反应前具有更小粒径的活性组分Ni0,从而使其有着较LaNiO3优越的甲烷部分氧化活性和稳定性。另外,经过XRD分析检测发现反应后两种催化剂上都有La2O2CO3物相的生成,它对提高催化剂的甲烷部分氧化活性和稳定性有积极的作用。