Ni(Co)-SiO2復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，對其微觀結構和活性比表面進行了研究?？疾炝瞬煌撦d量、負載成分、制備方法及溫度對納米氣凝膠催化劑的結構、形貌及CH4-CO2重整反應催化活性的影響。得出如下結果：
　　 (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復合氣凝膠，其中活性組分以金屬單質Ni(Co)的一維納米線形態(tài)或未還原的團簇物種均勻地分散于SiO2三維網絡基體中；經Ar600℃/6h熱處理后，納米線結晶趨于完整，金屬活性組分及SiO2載體均表現出很好的熱穩(wěn)定性。
　　 (2)Ni/SiO2氣凝膠隨鎳負載量的增加，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重整反應的初

3、活性增大。高金屬負載量的催化劑在反應中易出現大的金屬團簇，導致消炭能力的降低，8.0％Ni/SiO2催化劑為最佳，反應10h后CO2轉化率為93.2％、CH4轉化率為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，其孔結構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；催化及積炭實驗研究發(fā)現：CeO2的添加不僅為催化反應提供了一“氧池”，而且增加了催化劑表面的堿性中心數目，從而促進CH4及CO2的吸附、活化，使催化劑表面含碳物種能夠較快地轉變成氣體產物離開催化劑表面減少碳沉