甲烷作为一种清洁能源,因其较高的储量,而受到国内外广泛的关注。但甲烷燃烧温度较高或反应不充分时,燃烧过程中易生成NOx和CO等污染物,并造成温室效应。解决此现象的根本办法是提高燃烧效率。与传统甲烷燃烧方式相比,甲烷催化燃烧具有更高的燃烧效率和能源利用率,能充分和有效减少污染物的排放。本论文通过合成方法与参数调控二氧化铈负载钯催化剂的形貌结构,探究其对甲烷催化燃烧性能的影响,得到以下研究结果。(1)采用浸渍法、共沉淀法、水热法分别合成Pd质量分数为1wt%的I-Pd/CeO2、C-Pd/CeO2和H-Pd/CeO2催化剂。SEM和HAADF-STEM/EDX分析表明水热法合成的H-Pd/CeO2催化剂具有球形形貌,PdO被CeO2所包裹,Pd分散度较高。XPS和TPR等表征结果显示,与共沉淀法和浸渍法获得的I-Pd/CeO2和C-Pd/CeO2催化剂不同,该催化剂表面主要以PdO物种形式存在而不是Pd0x或PdO2,还原性能较好。因此,该催化剂具有较佳的活性和稳定性。在反应气组成为2vol%CH4,4vol%O2,20vol%CO2,N2为平衡气;反应空速为100,000mL.h-1·g-1的反应条件下,经1000℃焙烧的样品活性与600℃焙烧的样品相当,催化剂达到甲烷转化率90%的对应温度T90为467℃。(2)调控水热合成时间制备了H-Pd/CeO2-t系列催化剂,结果表明:水热时间为12h和24h的催化剂具有较好的低温活性,分别在405℃和407℃时达到T50。经1000℃高温焙烧后,水热时间为24h的催化剂样品在500℃下连续反应50h仍保持99%左右的转化率。由SEM表征结果可知,水热时间过短,催化剂未形成稳定的形貌结构,活性组分易烧结。但当水热时间过长,催化剂颗粒之间会出现团聚现象。从活性和稳定性等方面考虑,较优水热反应时间为24h。(3)调变水热合成过程双氧水和柠檬酸添加量制备H-Pd/CeO2-H2O2和H-Pd/CeO2-CA系列催化剂。在考察范围内,随着双氧水和柠檬酸量的增加,催化剂的活性先升高后降低,H2O2和柠檬酸添加量与铈盐摩尔比分别为0.6和1时,有利于获得形貌较为均一规整的球形Pd/CeO2催化剂,从而表现出较佳的催化甲烷燃烧活性。