Ni(Co)-SiO2復(fù)合氣凝膠催化劑的制備及性能研究.pdf

1、本文以正硅酸乙酯和金屬硝酸鹽以及乙二醇為主要原料，采用溶膠-凝膠原位法，結(jié)合不同的干燥工藝制備出Ni/SiO2及Co/SiO2納米多孔氣凝膠催化劑。通過ICP-AAS、XRD、SEM、TEM、BET、FT-IR、TG-DSC及H2-TPD等表征手段，對其微觀結(jié)構(gòu)和活性比表面進(jìn)行了研究。考察了不同負(fù)載量、負(fù)載成分、制備方法及溫度對納米氣凝膠催化劑的結(jié)構(gòu)、形貌及CH4-CO2重整反應(yīng)催化活性的影響。得出如下結(jié)果：
　　 (1)在超臨

2、界狀態(tài)下，利用乙二醇的還原及配位作用，成功地制備出了比表面積高的Ni(Co)/SiO2復(fù)合氣凝膠，其中活性組分以金屬單質(zhì)Ni(Co)的一維納米線形態(tài)或未還原的團(tuán)簇物種均勻地分散于SiO2三維網(wǎng)絡(luò)基體中；經(jīng)Ar600℃/6h熱處理后，納米線結(jié)晶趨于完整，金屬活性組分及SiO2載體均表現(xiàn)出很好的熱穩(wěn)定性。
　　 (2)Ni/SiO2氣凝膠隨鎳負(fù)載量的增加，比表面積和孔體積不斷變小，但催化劑的活性中心點增多，CH4-CO2重整反應(yīng)的初

3、活性增大。高金屬負(fù)載量的催化劑在反應(yīng)中易出現(xiàn)大的金屬團(tuán)簇，導(dǎo)致消炭能力的降低，8.0％Ni/SiO2催化劑為最佳，反應(yīng)10h后CO2轉(zhuǎn)化率為93.2％、CH4轉(zhuǎn)化率為79.4％。
　　 (3)常壓干燥工藝制備的Co-AD、CoCe-AD氣凝膠催化劑，與超臨界試樣Co-SD相比，粒徑增大，比表面積減小，其孔結(jié)構(gòu)為墨水瓶狀且孔徑分布集中。常壓法制備的催化劑中未出現(xiàn)金屬納米線，活性組分以顆粒狀分散于SiO2載體中，Co-AD抗積炭效果

4、最差，反應(yīng)60h后活性下降22％。
　　 (4)添加助劑CeO2后，Ni/CeO2/SiO2及CoCe-AD催化劑對CH4重整CO2的轉(zhuǎn)化率有較大提高。CeO2提高了氣凝膠催化劑活性組分Ni或Co的分散度、防止其流失和燒結(jié)；催化及積炭實驗研究發(fā)現(xiàn)：CeO2的添加不僅為催化反應(yīng)提供了一“氧池”，而且增加了催化劑表面的堿性中心數(shù)目，從而促進(jìn)CH4及CO2的吸附、活化，使催化劑表面含碳物種能夠較快地轉(zhuǎn)變成氣體產(chǎn)物離開催化劑表面減少碳沉