催化剂制备工艺

1 催化剂的载体

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甲烷自热重整所用催化剂的载体需要具有适当的晶相组成、比表面和孔结构，以有利于反应物分子在催化剂表面吸附、活化，同时也有利于产物分子脱附而离开催化剂表面，防止积炭反应的发生此外载体还应具有较好的机械强度。

目前研究较多的载体有Al2O3、MgO、SiO2、TiO2、CeO2、ZrO2、SiO2-Al2O3 Y型分子筛等。

Bhattacharya等[1]考察了在温度为1023K，空速为5000h-1，CH4/O2为8:1时，负载在不同载体上的Pt催化剂的部分氧化反应结果。所用的催化剂载体分别为IIIA，IVA金属氧化物和稀土金属氧化物，γ-AL2O3和SiO2。研究表明，因载体不同，甲烷转化率在33.4%到66.9%之间变化，除SiO2外，其它载体担载的催化剂一氧化碳的选择性均超过99%以上。

曹立新等[2]对5种不同载体(Al2O3、ZrO2、SrTiO3、SiO2、TiO2)上担载l0%NiO所制得的催化剂进行甲烷氧化制合成气影响的考察。实验结果表明该系列催化剂的活性顺序为：NiO/Al2O3＞NiO/ZrO2＞NiO/SrTiO3＞NiO/SiO2>NiO/TiO2。TPR结果显示NiO与不同载体之间经1073K焙烧都有不同程度的相互作用。TPD表明催化剂表面相对较强的碱中心有利于甲烷分子的活化，并能增加催化剂抗积炭性能。

因为载体表面的酸碱性对催化剂的活性和抗积炭能力有很大影响，所以选择催化剂载体时，也要考虑载体表面的酸碱性。一般认为，催化剂表面有相对较强的碱性中心，将有利于增强催化剂的抗积炭能力。

Zhang等[3]研究了以A12O3、TiO2、SiO2、MgO、La2O3、YSZ为载体的0.5wt.%Rh催化剂的二氧化碳重整的反应性能。结果表明：在923K，CH4/CO2=1.0的反应条件下，重整的初活性顺序是YSZ>Al2O3>TiO2>SiO2>La2O3>MgO。在1023K，20%CH4，20%CO2，60%He的反应条件下，在Rh/SiO2和Rh/YSZ上进行50h的重整反应，没有发现催化剂的失活。

可以看出，各个载体间的差异很大，Al2O3由于具有适宜的比表面和孔结构可以用作CH4自热重整催化剂的载体，而且不同类型Al2O3的反应活性也有所不同。

李振花等[4]分别采用α-Al2O3、θ-Al2O3、γ-Al2O3为载体，测定了载体对甲烷部分氧化制合成气的活性和CO选择性的影响。发现催化剂在773K下用H2还原后，10%Ni/θ-Al2O3、Ni/γ-Al2O3对甲烷部分氧化反应无活性，只有10%Ni/α-Al2O3对反应有活性。XRD测试结果表明，10%Ni/γ-Al2O3催化剂在1123K下反应4h后，其载体的晶型由γ-Al2O3转变为α-Al2O3。