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采用一种全新的制备工艺——胶体吸附法,将高温变换催化剂的主要活性组份制备成纳米粒子,负载到高比表面的载体上,形成纳米粒子催化表面层,以低铬、过渡金属氧化物、稀土作助剂,制备一种全新的负载型无(低)铬高温变换催化剂,由于这种催化剂的主要活性组分以纳米粒子形式分布于催化剂载体表面上,具有很高的比表面积和高密度表面晶格缺陷,因而具有很高的催化活性。 通过XRD、TEM、DSC-DTG、XPS、BET等测试手段对催化剂样品进行表征。实验结果表明:氧化铬和过渡金属氧化物能进入Fe3O4晶格,形成固溶体,提高活性组份的分散度,主要起到结构助剂的作用。稀土元素由于其特有的可变价性,对变换催化剂主要起到电子助剂的作用。另外,稀土氧化物均匀分布在Fe3O4的晶格间,成为晶格间的屏障,能有效地抑制Fe3O4在使用过程中晶粒的长大,增大催化剂的比表面。选择镁铝尖晶石作载体效果最为理想。活性炭负载的催化剂中,本体硫和活性炭本身含有的少量硫的存在对变换反应不利。对活性炭载体表面进行氧化处理可以提高催化剂的活性;制备催化剂前驱体时,溶剂乙二醇的用量对催化剂活性组份的粒径大小以及载体对活性组份的吸附都有很大的影响。 研制成功的负载型低铬高变催化剂FC/MA在保持活性与铁铬催化剂(B117)相当的同时,氧化铬的含量下降到0.7wt%;负载型无铬高变催化剂FN/MA-3和FL/MA具有很高的催化活性,CO的转化率在400℃时都能达到95%以上,350℃时达到80%以上,在低汽/气和高空速条件下运行良好,和非负载型催化剂相比具有优越的耐热性能,具有一定的工业应用价值。