ni-ceo-%2c2-催化剂上水煤气变换和逆水煤气变换反应的研究

《ni-ceo-%2c2-催化剂上水煤气变换和逆水煤气变换反应的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、Y1532151天津大学博士学位论文Ni-Ce02催化剂上水煤气变换和逆水煤气变换反应的研究ThestudyOilNi-Ce02catalystsforwater-gasshiftandreversewater-gasshiftreaction一级学科：化学工程与技术学科专业：工业催化研究生：王路辉指导教师：刘源教授天津大学化工学院二零零八年一月中文摘要本论文采用不同方法制备了系列Ni-Ce02催化剂，并考察了各催化剂上的高温水煤气变换(WGS)及逆水煤气变换(RWGS)反应性能，同时结合各种表征手段研究了制备方法、催化剂的组成、氧化还原性质及反应条件与反

2、应性能的关系，并对催化剂的活性中心性质进行了探讨。主要结果如下：考察了M--Ce02(M=Fe、Co、Ni、Zn)催化剂的逆水煤气变换反应性能，其中Ni-Ce02具有最佳的反应性能。采用共沉淀法制备了不同镍含量的Ni-Ce02催化剂，测试了催化剂上逆水煤气变换反应的性能。结果表明：2％Ni-Ce02催化剂具有较高的活性和选择性。采用TG．DTA、BET、XRD、TEM和H2．TPR等技术对催化剂进行表征，结果表明，Ni--Ce02催化剂中，镍物种以三种状态存在：进入Ce02晶格的镍离子，高分散的氧化镍和大颗粒的氧化镍。镍离子进入Ce02晶格形成CexNil

3、．x02固溶体导致Ce02晶格中产生氧空位。低镍含量时(52％Ni)，镍物种主要以进入Ce02晶格中的镍离子和高分散的氧化镍形式存在；高镍含量时(≥5％Ni)，镍物种以三种形式存在，主要以大颗粒氧化镍形式存在。关联催化剂表征结果和性能测试数据，发现氧空位和高分散的镍，是逆水煤气变换反应的主要活性中心；大颗粒的镍是甲烷化反应的主要活性中心。利用Ni--Ce02催化剂表面高分散的NiO和大颗粒的NiO物种能够溶解于硝酸溶液这个特点，用共沉淀一酸处理法制备Ni--Ce02催化剂，用于重整气中的高温水煤气变换反应。共沉淀一酸处理法制备的10％Ni--Ce02催化剂

4、，具有较高的水煤气变换反应活性和选择性。采用H2．TPR和XRD对催化剂进行表征，结果表明：进入Ce02晶格中的镍离子形成的氧空位是水煤气变换反应的主要活性中心。制备方法以及制各条件之中的沉淀剂种类、焙烧温度及镍含量等对Ni-Ce02催化剂结构、氧化还原性质及WGS／RWGS反应活性有很大影响。采用NaOH和Na2C03组成的混合沉淀剂(Na2C03：NaOH=I：1)，共沉淀法制备催化剂，有利于Ce、Nil．。02固溶体的形成。在共沉淀一酸处理法制备的催化剂中，进入Ce02晶格的部分Ni2+经600℃焙烧或反应可以转变成表面高分散的NiO和大颗粒的NiO

5、；而经历800℃焙烧后，大部分镍物种转化为大颗粒的NiO。关键词：水煤气变换逆水煤气变换镍氧化铈催化剂ABSTRACTInthiswork,aseriesofNi--Ce02catalystswerepreparedbydifferentmethods，andthecatalyticperformanceforhightemperaturewater-gasshift(WGS)andreversewater-gasshift(RWGS)reactionwasinvestigated．Meanwhile，thecatalystswerecharacteriz

6、edbymeansofdifferentcharacterizationmethods，tostudytherelationsbetweencatalyticactivityandpreparationmethod，loadingamountofnickel，reductiveproperty,reactionconditions．Thephysicalandchemicalnaturesofcatalystactivesiteswerealsodiscussed．Themainexperimentalresultsandconclusionsareasf

7、ollows：ThecatalyticperformanceoverM--Ce02(M=Fe、Co、Ni、Zn)forRWGSWaSevaluatedandcompared，anditisfoundthatNi-Ce02catalystisthemostactiveoneamongthem．Ni-Ce02catalystswithdifferentNicontentwerepreparedbyco．corporationmethod，andusedforRWGSreaction．Theresultsindicatethatnickelcontentinca

8、talystseffectcatalyticperformance