Ⅰ.含镁复合氧化物催化剂催化甲烷燃烧性能的研究 Ⅱ.甲烷热燃烧机理的理论研究

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如何得到大比表面、热稳定性好及催化活性高的甲烷燃烧催化剂是目前仍然未解决的问题。MgO的熔点高达2850℃,和其它氧化物比较,在高温下具有较大的比表面积,因此MgO被认为可以用作高温催化剂的载体。而La、Ce、Y、Mn、Cr、Cu等金属对MgO为载体催化剂的性能影响国内外文献还未见报导,因此我们系统研究了稀土元素和过渡金属作为助剂对NiO/MgO催化剂活性和稳定性的影响。主要结果如下: 1.采用溶胶凝胶法制备了NiO/MxOy-MgO(M=Ce、Cu、Cr、La、Y、Mn、Ti)催化剂。考察了M助剂对NiO/MgO催化剂的甲烷燃烧性能的影响。助剂M的加入不同程度的提高了NiO/Mgo催化剂的活性,其中Cu、Mn改性的催化剂活性最好,但稳定性差;La、Ce、Y改性的催化剂活性居中,稳定性较好。同时BET、XRD、TEM测试结果进一步表明,Cu、Mn改性的催化剂二次评价后已烧结;La、Ce、Y改性的催化剂具有较大的比表面和很好的抗烧结能力,其中Y改性的催化剂稳定性最好。 2.Y含量对Nio/(Y2O3x-(MgO)1-2x催化剂活性的影响存在最佳配比,x=0.075的催化剂活性最好。Nio/(Y2O30.075-(MgO)0.85催化剂经1000℃老化5h后,仍具有较高的催化活性和很好的热稳定性。 3.系列M(=Ni、Co、Cu)/(CeO2x-(Mgo)1-x催化剂对甲烷燃烧性能的影响被调查。Ce含量对Nio/(CeO2x-(MgO)1-x催化剂活性的影响也存在最佳配比,当x=0.1时,催化剂的活性和稳定性最好。以(CeO20.1-(MgO)0.9为载体负载不同活性组分的催化剂对甲烷燃烧性能有很大的影响,负载Cu的催化剂活性最好,但二次评价后催化剂已烧结;负载Ni催化剂的活性与负载Cu催化剂的相差不大,且稳定性最好;负载Co的催化剂活性不如前两者,稳定性居中,比表面降低的最少,抗烧结能力强。经1000℃焙烧的NiO/(CeO20.1-(MgO)0.9催化剂经二次评价后,催化剂的结构没有发生任何变化,达到稳定。该催化剂比表面为14.32m2·g-1,具有较高的催化活性和很好的热稳定性。
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