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        CO2甲烷化催化劑CeO2-Ni/Al2O3的制備及性能

        2022-01-14 02:26:52付長亮張峻煒王保玉王宇飛侯留成
        石油學(xué)報(石油加工) 2022年1期
        關(guān)鍵詞:催化劑

        付長亮,張峻煒,王保玉,王宇飛,王 勇,侯留成

        (1.鄭州工程技術(shù)學(xué)院 化工食品學(xué)院,河南 鄭州 450044;2.昊華駿化集團有限公司,河南 駐馬店 463002)

        化石燃料的使用導(dǎo)致CO2的大量排放,給環(huán)境和生態(tài)造成了嚴(yán)重的影響[1-2]。CO2甲烷化反應(yīng),即將CO2與H2反應(yīng)生成CH4和H2O,可將CO2轉(zhuǎn)化為可燃燒的甲烷,對減少CO2排放和解決能源問題具有重要價值[3-4]。然而,由于CO2甲烷化反應(yīng)為放熱反應(yīng),高溫下轉(zhuǎn)化率低、易析出炭,因而制備具備低溫下高活性、高選擇性的催化劑對改進CO2甲烷化反應(yīng)有重要的意義[5]。

        具有CO2甲烷化反應(yīng)催化活性的金屬很多,其中金屬Ni價格便宜、活性好、選擇性高,將其負載在不同載體上,制備高分散負載型Ni催化劑,一直是CO2甲烷化反應(yīng)的研究重點[6]。如:Riani等[7]考察了Ni含量對Ni/Al2O3活性的影響,發(fā)現(xiàn)Ni與載體的質(zhì)量比為5∶4時,其催化活性最佳;Tada等[8]發(fā)現(xiàn)Ni/CeO2催化劑具有較好的低溫催化活性,原因在于活性物種CeO2分布均勻且Ce4+還原產(chǎn)生氧空位;Ma等[9]分析不同氧化物載體對催化劑活性的影響,發(fā)現(xiàn)催化活性由高到低依次為:Ni/CeO2、Ni/Al2O3、Ni/TiO2、Ni/ZrO2。

        然而,Ni負載催化劑易燒結(jié),添加第二種金屬(或其氧化物)對改善催化劑的活性和穩(wěn)定性有明顯作用。Ocampo等[10]研究了催化劑Ni/CeO2-ZrO2的性能,發(fā)現(xiàn)當(dāng)n(CeO2)/n(ZrO2)=3∶2時,其催化CO2甲烷化性能最佳;Pastor-Pérez等[11]在Ni/CeO2-ZrO2催化劑中引入Co,顯著提高了其催化活性,CO2轉(zhuǎn)化率最高可達90%。

        另外,制備方法能影響催化劑中活性物質(zhì)的分散狀態(tài)和電子狀態(tài),從而影響其催化性能。Zhao等[12]研究了浸漬法、沉積-沉淀法、尿素燃燒法等方法對催化劑Ni-CeO2-ZrO2性能的影響,發(fā)現(xiàn)浸漬法得到的催化劑表面氧空位和堿性位點數(shù)量多、比表面積大,活性更佳。Hwang等[13]研究了Ni/Fe-Al催化劑制備過程中沉淀劑種類對其活性的影響,發(fā)現(xiàn)沉淀劑影響由大到小的順序為:(NH4)2CO3、Na2CO3、NH4OH、NaOH。

        水滑石類材料比表面積大、還原后活性物種分散性好,作為催化劑前驅(qū)體具有較好的應(yīng)用價值。He等[14]以Ni-Al水滑石為前驅(qū)體制備了高分散Ni催化劑,并在265 ℃下催化CO2甲烷化反應(yīng),CO2轉(zhuǎn)化率達90%且催化劑穩(wěn)定性好。Guo等[15]考察了Ni/Al比對催化劑性能的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)n(Ni)/n(Al)=5時,水滑石晶相處于過渡態(tài),其氧化物最易還原,得到的催化劑性能最佳。

        目前,以Ni-Al水滑石為前驅(qū)體制備CO2甲烷化催化劑的研究還處于起步階段,制備的催化劑的活性溫度仍較高、活性仍較低,且其催化機理有待進一步探究。為此,筆者以Ni-Al水滑石為前驅(qū)體,負載CeO2制備CO2甲烷化催化劑,考察CeO2負載量對催化劑性能的影響,通過XRD、N2吸附-脫附、CO2-TPD、原位漫反射紅外光譜(DRIFT)等手段,表征催化劑的微觀結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì),并分析其催化CO2甲烷化反應(yīng)的機理。

        1 實驗部分

        1.1 試劑

        六水合硝酸鎳(Ni(NO3)2·6H2O)、六水合硝酸鈰(Ce(NO3)3·6H2O)、九水合硝酸鋁(Al(NO3)3·9H2O)、聚乙烯吡咯烷酮((C6H9NO)n),均為分析純,國藥集團化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品;氫氧化鈉、碳酸氫鈉、無水乙醇,均為分析純,河南天成化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品;氨氣、氮氣、氫氣、二氧化碳,體積分?jǐn)?shù)均為99.99%,河南科益氣體股份有限公司產(chǎn)品。

        1.2 催化劑制備

        1.2.1 Ni-Al水滑石前驅(qū)體的制備

        將Ni(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O按摩爾比為5∶1溶解在一定量的水中,配成水溶液。將配成的水溶液與NaOH和Na2CO3溶液混合。將得到的懸浮液移至聚四氟乙烯高壓釜中,在105 ℃下,晶化成核48 h。自然冷卻至室溫。取出后,經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到Ni-Al水滑石。

        1.2.2αCeO2-Ni-Al2O3催化劑的制備

        將一定量的制備Ni-Al水滑石分散于聚乙烯吡咯烷酮和無水乙醇的混合液中,超聲攪拌1 h。通入氨氣,使溶液中氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28%。將Ce(NO3)3·6H2O按CeO2負載摩爾分?jǐn)?shù)分別為0、2%、5%、10%、30%加入到上述溶液中,攪拌0.5 h,再將得到的懸浮液轉(zhuǎn)移至高壓釜,在90 ℃下水熱處理12 h,冷卻至室溫,過濾、洗滌,60 ℃干燥5 h,550 ℃焙烤4 h,制得不同CeO2含量的Ni基催化劑,標(biāo)記為αCeO2-Ni-Al2O3。其中,α為CeO2負載摩爾分?jǐn)?shù)的分子部分,即α分別為0、2、5、10、30。

        1.3 催化劑的活性評價

        催化劑的活性評價在固定床微型反應(yīng)器中進行。評價條件為:原料氣n(H2)/n(CO2)=4,體積空速12000 h-1,溫度150~450 ℃,常壓,催化劑0.5 g。反應(yīng)前,以5 ℃/min的速率升溫至500 ℃,先用n(H2)/n(N2)=2/3的混合氣體還原3~4 h,然后在N2氛圍下降溫至反應(yīng)溫度開始反應(yīng)。反應(yīng)器進、出口氣相組分采用氣相色譜(魯南瑞虹化工儀器有限公司GC6890型,TCD檢測器,TDX01柱)在線分析。反應(yīng)器進口設(shè)質(zhì)量流量計測定總物流量和各組分組成,計算反應(yīng)器進、出口的各物質(zhì)的摩爾流量。CO2轉(zhuǎn)化率(x(CO2),%)、CH4選擇性(s(CH4),%)和CH4收率(y(CH4),%)由式(1)~(3)計算:

        (1)

        (2)

        y(CH4)=x(CO2)×s(CH4)×100%

        (3)

        式中:F(CO2)in和F(CO2)out分別代表反應(yīng)器進口和出口CO2的摩爾流量,F(xiàn)(CH4)out代表反應(yīng)器出口CH4的摩爾流量,單位均為mol/min。

        1.4 催化劑的表征

        XRD表征采用日本株式會社理學(xué)公司的Smartlab(9)型X射線儀。輻射源CuKα(λ=0.15418 nm),操作管電壓40 kV,管電流50 mA,掃描范圍5°~90°,掃描速率10°/min。通過對比JCPDS卡中的標(biāo)準(zhǔn)譜圖確定物相。

        N2吸附-脫附表征采用美國Micromeritics儀器公司的ASAP2460型儀器進行。采用低溫靜態(tài)容量法,在-196 ℃下進行氮氣吸附。測試前,先將催化劑在350 ℃下真空脫氣6 h。利用BET方程、BJH模型計算催化劑的比表面積、孔體積和孔徑。

        CO2-TPD表征采用美國Micromeritics儀器公司的AutoChemⅡ2920型化學(xué)吸附儀進行。將催化劑在500 ℃下用H2還原2 h,然后在He氣氛圍中冷卻至50 ℃。CO2吸附1.5 h達飽和,用He氣吹掃至基線平穩(wěn)。在He氣氛圍中以10 ℃/min的速率升溫至650 ℃,用熱導(dǎo)檢測器(TCD)記錄CO2的脫附曲線。

        DRIFT表征采用德國布魯克光譜儀器公司的TENSORⅡ型原位溫反射紅外分析儀進行。測試前,催化劑樣品在450 ℃下用H2氣還原1 h,在N2氛圍下冷卻至測試溫度,并采集背景光譜。通入CO2或CO2+H2,使催化劑吸附飽和,測得紅外光譜圖。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 催化劑的結(jié)構(gòu)性質(zhì)

        2.1.1 XRD表征

        圖1為制備催化劑前驅(qū)體的XRD譜圖。由圖1可見,0CeO2-Ni-Al2O3的衍射峰與報道的Ni-Al水滑石的特征峰相符[16],說明制備的0CeO2-Ni-Al2O3為Ni-Al水滑石結(jié)構(gòu)。在引入CeO2后,各催化劑都出現(xiàn)了CeO2的特征峰,說明CeO2被成功負載到Ni-Al水滑石上。

        圖1 催化劑前驅(qū)體的XRD譜圖Fig.1 XRD patterns of catalyst precursors

        圖2為在空氣中焙燒后和高溫H2還原后各催化劑的XRD譜圖。圖2(a)中,2θ為37.3°、43.3°、62.9°、75.4°、79.4°處的衍射峰為NiO的特征峰,2θ為28.6°、33.1°、47.6°、56.4°、59.2°、69.8°、75.6°、79.5°、88.9°處的衍射峰為CeO2的特征峰[17]。從圖2(a)可見:隨著CeO2負載量增加,催化劑中CeO2的特征峰強度逐漸增強;而NiO因相對數(shù)量減少,其特征峰強度逐漸減弱。

        圖2(b)中,2θ為44.3°、51.8°、77.2°處是Ni微晶的特征峰;測試時,催化劑與空氣接觸,部分Ni被氧化為NiO,因而有NiO特征峰存在。從圖2(b)可見:隨著CeO2負載量增大,CeO2的特征峰逐漸增強,而Ni微晶的特征峰快速減弱;當(dāng)CeO2的摩爾分?jǐn)?shù)為2%時,還可檢測到微量Ni;當(dāng)CeO2的摩爾分?jǐn)?shù)達到5%時,已經(jīng)檢測不到Ni的存在。研究表明[18]:CeO2屬于結(jié)構(gòu)型和電子型促進劑,其堿性性質(zhì)和結(jié)構(gòu)缺陷有利于CO2的吸附;另外,CeO2可調(diào)節(jié)金屬與載體的相互作用,促進活性金屬的分散,因而Ni特征峰的減弱,可歸結(jié)為其數(shù)量減少和分散度增加的共同結(jié)果。

        圖2 催化劑焙燒和還原后的XRD譜圖Fig.2 XRD patterns of the calcined and reduced catalysts(a)Calcined catalysts;(b)Reduced catalysts

        另外,各催化劑的XRD譜中均未檢測到Al2O3的特征峰,可能是由于Al2O3以無定形狀態(tài)存在,且其特征峰與NiO有重疊。

        2.1.2 N2吸附-脫附表征

        圖3是各催化劑的N2吸附-脫附等溫曲線及相應(yīng)的孔徑分布情況。從圖3(a)可見:在低p/p0時,N2吸附-脫附等溫線表現(xiàn)為Ⅱ型特征;在高p/p0時,N2吸附-脫附等溫線表現(xiàn)為Ⅳ型特征,具有H2型遲滯環(huán)。這說明各催化劑的孔結(jié)構(gòu)是以介孔為主,同時具有少量的大孔。從催化劑的孔徑分布(圖3(b))可知,各催化劑上的孔多為處于2~50 nm之間的介孔,少部分為超過了50 nm大孔。

        圖3 催化劑的N2吸附-脫附譜圖及孔徑分布Fig.3 N2 adsorption-desorption and pore size distribution graphs of catalysts(a)N2 adsorption-desorption;(b)Pore size distribution

        由BET法算得的各催化劑的比表面積、孔徑和孔體積數(shù)據(jù)列于表1。由表1可見,當(dāng)催化劑中添加了CeO2后,其比表面積、孔徑和孔體積都有不同程度的減小。這主要是由于Ni和CeO2相互作用,產(chǎn)生的細小Ni和CeO2微晶進入催化劑的孔道所致[19-20]。

        表1 催化劑的表面結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)Table 1 Surface structure data of catalysts

        2.1.3 CO2-TPD表征

        圖4為各催化劑的CO2-TPD曲線。CO2-TPD可表征催化劑堿性位點的數(shù)量和強度[21],其中低于140 ℃的區(qū)域為弱堿性位點,對應(yīng)于弱堿性CeO2、未還原的NiO及Al2O3上吸附的CO2脫附;高于140 ℃的區(qū)域為中強堿性位點,對應(yīng)于活性物質(zhì)Ni微晶和CeO2上形成的各種碳酸鹽的脫附。弱堿性和中強堿性位點對于CO2的吸附與催化劑的活性均有貢獻[22],堿性位點越多越有利于CO2的吸附、反應(yīng)中間體的形成和催化劑活性的提高。

        圖4 各催化劑的CO2-TPD曲線Fig.4 CO2-TPD profiles of catalysts

        比較各催化劑的CO2脫附曲線發(fā)現(xiàn):與未添加CeO2的0CeO2-Ni-Al2O3相比,2CeO2-Ni-Al2O3和5CeO2-Ni-Al2O3的弱堿性位點數(shù)量變化不大,而中強堿性位點數(shù)量明顯增加;10CeO2-Ni-Al2O3和30CeO2-Ni-Al2O3的弱堿性位點數(shù)量大幅增加,而中強堿性位點數(shù)量卻明顯減少。

        2.2 催化劑對CO2甲烷化反應(yīng)的催化活性

        圖5為各催化劑在常壓、空速12000 h-1條件下CO2甲烷化催化活性的評價結(jié)果。由圖5可知,隨著溫度的升高,CO2的轉(zhuǎn)化率和CH4的產(chǎn)率都呈現(xiàn)先提高后降低的趨勢,各曲線都存在最高點,這與CO2甲烷化反應(yīng)是可逆放熱反應(yīng)的特征相符。其中,5CeO2-Ni-Al2O3上的CO2轉(zhuǎn)化率和CH4產(chǎn)率都最高,且反應(yīng)最快,說明5CeO2-Ni-Al2O3催化劑的CO2低溫甲烷化催化活性最好。在5CeO2-Ni-Al2O3上,CO2甲烷化的最佳反應(yīng)溫度為250 ℃,CO2轉(zhuǎn)化率為91%,CH4的產(chǎn)率和選擇性分別為91%和100%。與0CeO2-Ni-Al2O3催化劑相比,5CeO2-Ni-Al2O3催化劑的最佳反應(yīng)溫度降低約30 ℃,CO2轉(zhuǎn)化率提高約5%,CH4產(chǎn)率提高約3%。

        圖5 不同溫度下催化劑催化CO2甲烷化的活性評價Fig.5 Activity evaluation of catalysts for CO2 methanation at various temperatures(a)CO2 conversion;(b)CH4 yield;(c)CH4 selectivityp=0.1 MPa;n(H2)/n(CO2)=4;GHSV=12000 h-1

        從圖5還可以看出,與0CeO2-Ni-Al2O3催化劑相比,2CeO2-Ni-Al2O3和5CeO2-Ni-Al2O3的活性提高,而10CeO2-Ni-Al2O3和30CeO2-Ni-Al2O3的活性則明顯降低。這是由于催化劑中Ni分散度提高和數(shù)量減少對其活性的貢獻相反。當(dāng)CeO2摩爾分?jǐn)?shù)為5%時,催化劑的活性最高,主要歸因于隨著CeO2含量的增大Ni分散度提高,而Ni數(shù)量減少的的影響可忽略;當(dāng)CeO2的摩爾分?jǐn)?shù)超過5%時,催化劑的活性下降,主要是由于隨著CeO2負載量進一步增加,Ni數(shù)量過少,導(dǎo)致活性下降。

        結(jié)合催化劑CO2-TPD表征結(jié)果,2CeO2-Ni-Al2O3和5CeO2-Ni-Al2O3催化劑活性較好,歸因于其表面弱堿性位點和中強堿性位點的數(shù)量均衡;而10CeO2-Ni-Al2O3和30CeO2-Ni-Al2O3催化劑雖然弱堿性位點數(shù)量大幅增加,但中強堿性位點數(shù)量卻明顯減少,二者不均衡。因此,催化劑表面需同時具有足夠平衡數(shù)量的弱堿和中強堿性位點,催化劑才能表現(xiàn)出優(yōu)良的活性;單純地追求更多的弱堿性位點或中強堿性位點,都無益于催化劑活性的提高。因此,這說明CeO2的負載量存在最佳值,過少或過多都不利于催化劑活性的提高。

        2.3 催化劑上CO2甲烷化反應(yīng)過程

        原位漫反射紅外光譜(DRIFT)表征可反映催化劑表面各物質(zhì)的形態(tài)和數(shù)量[23],進而可剖析催化劑上CO2的吸附和反應(yīng)過程。圖6為各催化劑樣品在150 ℃吸附30 min CO2時的DRIFT的譜圖。由圖6可見,在150 ℃下,各催化劑樣品上吸附的CO2的形態(tài)各不相同。0CeO2-Ni-Al2O3上吸附的CO2主要以單齒碳酸鹽(1345 cm-1處)和雙齒碳酸鹽(1579 cm-1處)的形式存在;2CeO2-Ni-Al2O3上吸附的CO2主要以雙齒碳酸鹽(1386 cm-1處)和碳酸氫鹽(1367 cm-1處)的形式存在;5CeO2-Ni-Al2O3上吸附的CO2主要以雙齒碳酸鹽(1599 cm-1和1291 cm-1處)、單齒碳酸鹽(1371 cm-1處)以及Ni羰酸鹽(1850 cm-1處)的形式存在;10CeO2-Ni-Al2O3上吸附的CO2主要以單齒碳酸鹽(1375 cm-1處)和雙齒碳酸鹽(1290 cm-1、1528 cm-1和1584 cm-1處)的形式存在。比較各催化劑的CO2吸附情況,在150 ℃的較低溫度下,僅5CeO2-Ni-Al2O3表現(xiàn)出Ni對CO2的吸附活性,且在CeO2上吸附的單齒、雙齒碳酸鹽量相對更多,說明5CeO2-Ni-Al2O3催化劑對CO2有較好的活化效果。CeO2的引入,使Ni在低溫下表現(xiàn)出較好CO2的吸附活性,可能是由于CeO2與Ni的相互作用使Ni更容易與CO2結(jié)合。

        圖6 催化劑在150 ℃吸附CO2后的DRIFT譜圖Fig.6 DRIFT spectra of catalysts adsorbing CO2 at 150 ℃

        圖7為各催化劑樣品在不同溫度、CO2甲烷化氛圍(n(H2)/n(CO2)=4)下的DRIFT譜圖。由圖7可知:在0CeO2-Ni-Al2O3上存在的主要物種為橋式碳酸鹽(1726 cm-1)、甲酸鹽(1595 cm-1)、單齒碳酸鹽(1435 cm-1)、多齒碳酸鹽(1369 cm-1)和甲烷(1305 cm-1);2CeO2-Ni-Al2O3上存在的主要物種為雙齒碳酸鹽(1577 cm-1)、碳酸氫鹽(1441 cm-1)、單齒碳酸鹽(1345 cm-1)和甲烷(1305 cm-1);5CeO2-Ni-Al2O3上存在的主要物種為雙齒碳酸鹽(1581 cm-1)、碳酸氫鹽(1441 cm-1)、甲酸鹽(1368 cm-1)和甲烷(1305 cm-1);10CeO2-Ni-Al2O3上存在的主要物種為雙齒碳酸鹽(1584 cm-1)、單齒碳酸鹽(1511 cm-1)、碳酸氫鹽(1441 cm-1)、甲酸鹽(1370 cm-1)、甲烷(1305 cm-1)和多齒碳酸鹽(1077 cm-1)[24]。

        圖7 催化劑在不同溫度甲烷化氛圍下的DRIFT譜圖Fig.7 DRIFT spectra of catalysts in the methanation atmosphere at various temperatures(a)0CeO2-Ni-Al2O3;(b)2CeO2-Ni-Al2O3;(c)5CeO2-Ni-Al2O3;(d)10CeO2-Ni-Al2O3p=0.1 MPa;n(H2)/n(CO2)=4;GHSV=12000 h-1

        此外,各催化劑上甲烷的吸收峰強度隨反應(yīng)溫度的升高而增大,說明高溫下反應(yīng)物的活性更高,生成的甲烷更多。比較各催化劑上甲烷特征峰的強度(特別是在低溫250 ℃下),發(fā)現(xiàn)5CeO2-Ni-Al2O3上甲烷的特征峰最強,說明5CeO2-Ni-Al2O3對CO2甲烷化的低溫催化活性最好。

        大部分的研究認(rèn)為[8-11],在負載金屬單質(zhì)的金屬氧化物催化劑上,甲烷的生成過程主要是吸附的活性CO2先加氫轉(zhuǎn)化為甲酸鹽,甲酸鹽進而轉(zhuǎn)化為甲氧基,甲氧基再加氫轉(zhuǎn)化為甲烷。因此,催化劑上甲酸鹽的含量是影響甲烷合成的重要因素。但觀察250 ℃下5CeO2-Ni-Al2O3催化劑上的物種組成,除有甲酸鹽(1368 cm-1)外,還有相當(dāng)數(shù)量的雙齒碳酸鹽(1581 cm-1)。比較二者特征峰的面積,甲酸鹽和雙齒碳酸鹽的量幾乎相等。而此時CO2的轉(zhuǎn)化率達90%以上,因而不可能只經(jīng)由甲酸鹽路徑。因此,分析認(rèn)為,在Ni和CeO2的共同作用下,雙齒碳酸鹽也可以加氫轉(zhuǎn)化為甲烷,而且其過程應(yīng)該與單斜ZrO2上雙齒碳酸鹽加氫轉(zhuǎn)化為甲烷過程相似[25]。

        基于此分析結(jié)果,觀察250 ℃下2CeO2-Ni-Al2O3催化劑的活性,發(fā)現(xiàn)其甲酸鹽和雙齒碳酸鹽的含量都較低,因而CO2的轉(zhuǎn)化率和CH4收率都較低;對于10CeO2-Ni-Al2O3催化劑,其甲酸鹽的特征峰強度大,但多齒碳酸鹽特征峰的強度較弱,同樣影響甲烷的生成。

        2.4 催化劑的穩(wěn)定性測試

        圖8為300 ℃下各催化劑催化CO2甲烷化反應(yīng)性能穩(wěn)定性測試結(jié)果。由圖8可見,各催化劑在120 h的反應(yīng)過程中,CO2轉(zhuǎn)化率均未出現(xiàn)明顯下降的情況,說明各催化劑對CO2甲烷化反應(yīng)催化活性的穩(wěn)定性都很好。

        圖8 催化劑的穩(wěn)定性測試結(jié)果Fig.8 Stability test results of catalystsT=300 ℃;p=0.1 MPa;n(H2)/n(CO2)=4;GHSV=12000 h-1

        3 結(jié) 論

        負載適量CeO2改性,能明顯提高Ni-Al水滑石基催化劑對CO2甲烷化反應(yīng)的低溫催化活性。其中,CeO2負載摩爾分?jǐn)?shù)為5%的5CeO2-Ni-Al2O3催化劑的CO2甲烷化低溫催化活性最好。

        在常壓、250 ℃、空速12000 h-1條件下,以5CeO2-Ni-Al2O3催化CO2甲烷化反應(yīng),CO2的轉(zhuǎn)化率達91%,CH4的選擇性為100%。這主要歸因于CeO2與金屬Ni的相互作用,提高了活性金屬Ni的分散度,平衡增加了催化劑表面弱堿性和中強堿性位點的數(shù)量,在催化劑表面生成了更多中間產(chǎn)物雙齒碳酸鹽和甲酸鹽,有利于CH4的生成,從而提高了CO2的轉(zhuǎn)化率和催化劑的低溫催化活性。

        對CeO2改性的各催化劑樣品進行了穩(wěn)定性測試,測試結(jié)果表明,各催化劑的穩(wěn)定性優(yōu)良。

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