CeO2助剂对Ni基催化剂甲烷化性能的影响

甲烷化工艺是煤制天然气的关键技术,甲烷化催化剂则是甲烷化技术的核心。Ni基催化剂具有活性高、选择性好和价格低廉等优点,但易积炭,积炭堵塞催化剂孔道,覆盖表面金属活性位,导致催化剂失活。稀土类金属氧化物(如CeO2、La2O3等)对Ni基催化剂的活性、稳定性、抗积炭性能以及活性组分的分散有明显的促进作用。采用共沉淀法制备了CeO2-Al2O3复合氧化物载体,负载Ni后用于CO甲烷化反应,利用N2物理吸附、XRD、H2-TPR、XPS和TG等对催化剂结构进行表征。结果表明,Ni/CeO2-Al2O3中CeO2的添加主要发挥了电子助剂的作用,CeO2的存在提高了催化剂表面Ni0周围的电子密度,促进Ni物种的还原,同时还能提高催化剂的抗积炭能力,使催化剂表现出更好的甲烷化活性与稳定性。在V(H2)∶V(CO)=1、反应温度450℃、空速24 000 h-1和常压下,Ni/CeO2-Al2O3催化剂的CO转化率达82.7%。