天然气和二氧化碳转化制合成气的研究Ⅵ Ni／Al_2O_3催化剂再生的疏活机理

采用γ－Ａｌ_２Ｏ_３为载体，以硝酸镍、硝酸镁和稀土硝酸盐为原料，按常规浸渍法制备镍负载型催化剂，其中Ｎｉ含量为９．１７％，助剂ＲＥ_２Ｏ_３和Ｍｇ含量分别为５．１８％和１．８０％，该催化剂简称为Ｎ－５－ＲＭ。催化反应评价采用双套管石英反应器，在多功能固定床流动反应装置上进行，以天然气和二氧化碳转化为探针反应，采用连续反应法评价催化剂性能。以反应尾气中合成气摩尔百分数表征催化剂活性。采用理光Ｄ／ｍａｘ－ｒ－Ｂ型Ｘ射线衍射仪测定催化剂晶相。实验发现，催化剂长期使用失活的主要原因是由于活性中心Ｎｉ￣０与载体Ａｌ_２Ｏ_３间形成难还原的ＮｉＡｌ_２Ｏ_４物种，以及活性中心Ｎｉ￣０聚集形成晶相，从而降低了催化剂表面活性中心数。ＴＰＲ结果指出，ＮｉＡｌ_２Ｏ_４物种在高温下通氢气可以得到充分还原。然而，此时催化剂活性仍明显低于新鲜催化剂活性。ＸＲＤ结果表明，此时催化剂存在很强的Ｎｉ￣０衍射峰，说明尽管高温还原已使形成ＮｉＡｌ_２Ｏ_４的Ｎｉ￣（２＋）还原为Ｎｉ￣０，但高温还原又进一步使活性Ｎｉ￣０聚集成晶相，因而降低了催化剂表面活性中心数。这说明，对ＮｉＡｌ_２Ｏ_４的活化仅通过常规高温还原是不够的。２０％过氧化氢水溶液（以下简称