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甲烷部分氧化(POM)是一种备受关注的甲烷制合成气的方法,具有能耗低,反应速率快,产物选择性高并可直接用于合成甲醇及费-托合成的等优点。众多研究人员都在致力于开发高活性、稳定性好的Ni基催化剂,以解决催化剂积炭和金属活性组分烧结失活问题。本文利用XRD、BET、H2-吸附金属分散度、TPR、TG-DTA、Raman和活性评价手段,主要研究了α-Al2O3,CeO2-ZrO2和CeO2-ZrO2/Al2O3载体以及CeO2-ZrO2/Al2O3混合载体的制备工艺对Ni基催化剂催化活性、稳定性和抗积炭、抗烧结性能的影响。同时对活性组分的最佳负载量和本实验条件下POM反应机理也做了分析。研究表明,本实验催化剂的最优负载量是10%,这是由活性组分担载量和分散度共同决定的。载体的差异会导致对催化剂的理化性能和催化活性的差异。Ni/CeO2-ZrO2/Al2O3(机械混合载体)催化剂需要较长的活化期,反应初始活性不及Ni/α-Al2O3和Ni/CeO2-ZrO2催化剂,但是稳定性优越,并且抗积炭性能好,归功于金属-载体相互作用较强。Raman结果显示催化剂积炭是无机炭,类型属于石墨炭和类石墨炭。本反应条件下,反应遵从燃烧-重整机理。Ni/CeO2-ZrO2/Al2O3催化剂混合载体CeO2-ZrO2/Al2O3制备工艺不同,得到的催化剂的性能也不同。机械混合载体的催化剂24h反应稳定好,且烧结程度最低、积炭最少;原子混合载体积炭量多且烧结严重。表征结果说明Ni-Al2O3的强相互作用使得机械混合样品能够抑制活性组分的烧结和积炭,提高了催化剂的稳定性。CeO2-ZrO2与Al2O3之间有相互作用,这种作用对金属-载体相互作用有一定影响。