催化气化技术是一种高效的煤炭气化利用技术,在未来很长一段时间内,煤炭仍将作为我国主要的能源供给方式之一,所以研究煤炭清洁利用技术具有重要意义。本文主要研究金属催化剂特别是二元金属催化剂对石墨水蒸气气化反应性以及相应产气速率的影响,对比不同种金属催化剂在催化石墨气化方面的差异,研究金属间的协同催化作用,并得出对于工业应用具有借鉴作用的结论。首先用单金属催化剂对石墨进行催化气化反应实验,发现18种种单金属催化样品中,转化速率随碳转化率分布较高的4种金属催化剂为Mo、Co、Ni和Sr,转化速率较低的4种为Mg、Ti、Ca和Bi,反应性高则产气速率也相应较高,反应性低则产气速率也较低。在单金属催化剂实验基础上进行二元金属的催化气化实验,研究V基、Ca基、Fe基、Na和K基五种二元金属对石墨水蒸气气化情况。研究在某种金属的基础上添加另一种金属后的反应性的变化情况,并对各种类之间进行反应性大小的对比,通过对催化气化反应性以及所产生的H2、CO、CO2和CH4的产气速率的分析对比,考察二元金属催化剂催化气化碳元素过程中表现的协同作用或抑制作用。发现这五种金属在添加另一种金属后,有些组合下反应性增大,相应的产气速率也有所提高,起到协同作用,如V基二元金属V-Ca,V-Fe,V-Na,V-K,Ca基二元金属Ca-Mg,Ca-Cu,Ca-Fe,Fe基二元金属Fe-Mg,Na基二元金属Na-K,K基二元金属K-Na。有些组合下反应性降低,相应的产气速率也下降,起到抑制作用,如Ca基二元金属Ca-Ba,Ca-Ti,Ca-Ni,Ca-Mo等,Fe基二元金属Fe-Ti,Fe-Co,Fe-Mo等,Na基二元金属Na-Mn,Na-Mg,Na-Cu,Na-Ti等,K基二元金属K-Ba,K-Ti,K-Bi,K-Mg,K-Sr等。