还原方式及还原温度对甲烷部分氧化镍催化剂结构和反应性能的影响

采用H2 TPR、TEM及活性评价等手段,考察了还原方式（等温和程序升温还原）及还原温度对不同温度（550℃和950℃）焙烧制备的镍基催化剂结构和甲烷部分氧化反应性能的影响。结果表明,与程序升温还原方式相比,等温还原的催化剂中镍物种的还原度较低、Ni晶粒度较小。还原方式对550℃焙烧制备的催化剂（POM-1）的甲烷部分氧化反应性能影响不明显,但等温还原的催化剂反应过程中床层温度较低。随着等温还原温度的提高,POM-1催化剂的镍还原度有所降低,而950℃焙烧制备的催化剂（POM-5）还原度略有增加,且具有较小的镍晶粒。随着等温还原温度的提高,POM-1催化剂反应性能无明显差异,但床层热点温度提高;POM-5催化剂反应性能随还原温度的提高而提高,且床层温度呈现降低趋势。通过分析发现,催化剂床层温度与催化剂镍晶粒大小密切相关,较小的镍晶粒利于床层热点温度的降低,这与较大镍晶粒利于甲烷完全氧化反应有关。     

焙烧温度对甲烷催化部分氧化Ni/MgO-Al2O3催化剂结构和性能的影响

采用TPR、BET、XRD、TG及反应性能评价等研究方法，考察了焙烧温度对甲烷催化部分氧化制合成气Ni/MgO-Al2O3催化剂结构和性能的影响。研究结果表明，随焙烧温度的升高， Ni/MgO-Al2O3中的镍物种与载体作用逐渐增强，生成了NiAl2O4尖晶石和NiMgO2固熔体。虽然焙烧温度提高会使催化剂比表面降低，由于尖晶石结构的形成，其热稳定性会明显提高，将有利于抑制催化剂在反应过程中因烧结而失活的可能性。与低温焙烧的催化剂相比，高温焙烧的催化剂仍表现出良好催化反应性能，并具有相对较好的稳定性。高温焙烧的催化剂在反应过程中床层的热点温度相对较低，热点温度波动幅度也较小。低温和高温焙烧的Ni/MgO-Al2O3催化剂在常压、1 083 K、CH4与O2摩尔比为1.8、空速2.66×105 h－1的反应条件下均具有良好的抗积炭性能。