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《bzzw甲烷二氧化碳催化重整制合成气的催化剂研究新进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、石油与天然气化工第37卷第4期CHEMICALENGINEERINGOFOIL&GAS2853甲烷二氧化碳催化重整制合成气的催化剂研究新进展李穗玲李白滔(华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室)摘要本文对甲烷二氧化碳催化重整制合成气进行了系统的考查和综述。此反应的合成气具有低的H2/CO比值,对诸如费-托合成及羰基合成等工业合成过程是非常理想的。近年来,很多研究人员致力于研究开发新型催化剂以解决催化剂因积炭而失活的问题,其中包括对活性中心、载体、助剂、制备方法等方面进行了大量的研究,结果表明这四种因素对于防止催化剂失活有至关重要的作用。关键词甲烷重整二氧化碳重
2、整积炭合成气甲烷二氧化碳重整过程中产生的H2/CO比约表1各种金属对甲烷的二氧化碳重整反应活性的影响为1,是费-托合成及羰基合成的理想原料。担载量反应温度参考活性金属%K文献甲烷的二氧化碳重整:1.Al2O3CH4+CO2→2CO+2H2ΔH298K=247.3kJ/molRh>Pd>Ru>Pt>Ir18233(1)Rh>Pd>Pt>>Ru0.5～1823～97310Ir>Rh>Pd>Ru110502该反应利用引起温室效应的CO2气体,对缓解Ni>Co>>Fe9773～9737大气污染和环境治理具有重大的意义。早在1928Ni>Co>>Fe1010235[1]年,国外
3、研究人员将Fe、Co、Ni、Cu等负载在粘Ru>Rh0.587311Ru>Rh0.5923～107311土、硅石等耐高温混合物上,发现以Ni和Co为活性2.SiO2组分的催化剂对甲烷二氧化碳重整制合成气具有较Ru>Rh>Ni>Pt>Pd197312高活性。然而,对该反应较为广泛深入的研究始于Ni>Ru>Rh>Pt>Pd>>Co0.589312[2]3.MgO20世纪90年代。1991年,Ashcroft在Nature上发Rh>Ru>Ir>Pt>Pd0.5107313表了有关CH4-CO2重整方面的研究论文,从此在Ru>Rh>Ni>Pd>Pt197314世界范围内引发了
4、研究者的广泛兴趣。近十几年Ru>Rh～Ni>Ir>Pt>Pd18239来,国内外学者已对甲烷二氧化碳重整反应进行了Ru>Rh>Pt>Pd1913144.Eu2O3系统的研究工作,他们从催化剂的活性组分、载体、Ru>Ir1～5873～97315助剂、反应机理等几个方面进行了广泛而深入的研5.NaY究和探讨。Ni>Pd>Pt2873161活性组分的选择体有关:当载体为Al2O3时,催化活性顺序为Ru>[3]众多研究结果已经表明,大多数第Ⅷ族金属对Pd>Rh>Pt>Ir;当载体为ZrO2时,催化活性顺[4]甲烷二氧化碳重整反应均有催化活性。贵金属催序为Pt>Rh>Pd>Ir
5、>Ru。表1列出了各种金[5]化剂具有较高的转化活性,研究表明其活性与所用载属对反应活性的影响。虽然活性顺序略有不同,3基金项目:广东省自然科学基金资助项目(B6060630)。286甲烷二氧化碳催化重整制合成气的催化剂研究新进展2008但是Rh被公认为具有最好的活性和稳定性。非贵甲烷二氧化碳重整反应中的催化活性,提出催化剂金属催化剂的活性顺序为Ni>Co>>Cu>>储氧能力的增加有助于提高催化剂的还原能力和氧[6,7]Fe,其中镍催化剂的活性可与贵金属催化剂相的迁移能力,催化剂Pt/Ce-ZrO2在重整反应中表[8]媲美,但是它具有很强的积炭能力。Inui和Ros2
6、现出很好的稳定性,这可能是由于该催化剂具有很[9]trup-Nielsen报道了催化剂的积炭能力顺序为:强的还原性和储氧/释氧能力,可以使积炭较容易从773K时,Ni>>Rh>Ir=Ru>Pt≈Pd;923K时,Ni活性位脱离,提高了催化剂的稳定性。>Pd=Rh>Ir>Pt>>Ru。表2不同载体对甲烷的二氧化碳重整反应活性的影响尽管贵金属作为活性组分的催化剂具有较高的担载量反应温度参考活性金属%K文献重整活性和优秀的抗积炭能力,但是由于其价格昂1.Ru贵,资源有限,不适宜在工业化生产中大规模使用。Al2O3>TiO2>SiO20.589317目前国内外研究主要集中于非
7、贵金属催化剂,特别TiO2>Al2O3>SiO20.5893172.Pd是针对他们易于积炭这一问题,采取了很多卓有成TiO2>Al2O3>NaY>SiO2效的改良措施>MgO>Na-ZSM-5577318,如:载体改性、添加助剂、改变制备方TiO2>Al2O3>SiO2>MgO177319法等。3.RhYSZ>Al2O3>TiO2>SiO2>>MgO0.5923202载体的选择Al2O3>SiO2>TiO2>MgO1773194.Ni载体对催化剂的结构和催化性能起着极其i重要Al2O3>SiO240800～100021Al2O3>SiO2108732
