SiO2气凝胶负载的Ni催化剂在甲烷部分氧化制合成气反应中的催化性能及稳定性

李琪 侯玉慧 董玲玉 黄铭湘 翁维正 夏文生 万惠霖

引用本文: 李琪, 侯玉慧, 董玲玉, 黄铭湘, 翁维正, 夏文生, 万惠霖. SiO2气凝胶负载的Ni催化剂在甲烷部分氧化制合成气反应中的催化性能及稳定性[J]. 物理化学学报, 2013, 29(10): 2245-2254. doi: 10.3866/PKU.WHXB201308201 shu
Citation:  LI Qi, HOU Yu-Hui, DONG Ling-Yu, HUANG Ming-Xiang, WENG Wei-Zheng, XIA Wen-Sheng, WAN Hui-Lin. Catalytic Behaviors and Stability of Aerogel Silica-Supported Ni Catalysts for the Partial Oxidation of Methane into Synthesis Gas[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2013, 29(10): 2245-2254. doi: 10.3866/PKU.WHXB201308201 shu

SiO2气凝胶负载的Ni催化剂在甲烷部分氧化制合成气反应中的催化性能及稳定性

  • 基金项目:

    国家重点基础研究发展计划(973) (2010CB732303) (973) (2010CB732303)

    国家自然科学基金(21033006, 21373169) (21033006, 21373169)

    长江学者和创新团队发展计划(IRT1036)资助 (IRT1036)

摘要:

以常压有机溶剂置换(A)和溶剂置换-表面改性(B)方式制备的两种SiO2气凝胶(SiO2-A(或B)型气凝胶,记为SiO2-A(or B)G)为载体, 采用常规浸渍法和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)添加浸渍法合成不同SiO2气凝胶负载的Ni/SiO2催化剂, 并考察其催化的甲烷部分氧化(POM)制合成气的反应性能. 结果表明, 各催化剂的初始反应性能相近, 但Ni/SiO2-BG的POM稳定性明显较Ni/SiO2-AG的差, 而PVP添加制备的催化剂稳定性则获明显改善, Ni/SiO2-AG-PVP、Ni/SiO2-BG-PVP上POM稳定性相近. 结合X射线衍射(XRD)、程序升温还原反应(H2-TPR)、高分辨透射电镜(TEM)和Brunauer-Emmett-Teller (BET)等表征结果的分析发现: (1) SiO2-AG表面上存在一定量的羟基, 可促进亲水性金属物种与其的相互作用, 而SiO2-BG表面上基本为有机基团, 与亲水性金属物种几乎无作用; (2) PVP的存在可使金属物种进入亲/疏水载体孔道深处, 抑制焙烧中载体骨架的收缩和金属颗粒的生长, 进而促进金属-载体的相互作用. 这二者均能有效地提高催化剂的POM反应稳定性.

English

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  • 发布日期:  2013-09-26
  • 收稿日期:  2013-06-07
  • 网络出版日期:  2013-08-20
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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