氧化铈在镍系水蒸气转化催化剂中的作用机理研究

本文探讨了在Ni-Mg-Al 水蒸气转化催化剂中稀土氧化物助剂CeO2的作用。发现在催化剂的还原过程中,CeO2与催化剂中的Ni、Al 之间发生了较强的相互作用,可以使Ni 与Ce 保持一定的比例,尤其是含CeO2 3%的样品,其Ni/Ce 比在催化剂中的各个部位几乎不变。适量的CeO2在Ni-Mg-Al 催化剂中有很强的分散作用,可使其中活性组分Ni 的晶粒度下降,分散度提高,表面组成均匀分布。但过量的CeO2会与本体中的Al2O3形成CeAlO3,导致催化剂结构的破坏,使分散度下降。另外,CeO2的引入可使Ni-Mg-Al 催化剂在还原过程中产生迁移现象,使催化剂中各组分的分布更趋均匀。文中分析了导致迁移现象发生的可能原因。通过对含CeO2样品的氧吸附性能研究,发现CeO2本身存在有迁移性很强的晶格氧,它可在高温还原气氛中释放出来。根据CeO2上述的这些作用与性能,提出了CeO2对水蒸气转化过程的助催机理,由此可以解释它对催化剂活性和抗积炭性能有良好效果的原因。