文档介绍：甲烷二氧化碳重整研究背景方面,该过程产生的合成气中H2CO比约为1是羰基化反应及费托合成的理想原料另一方面甲烷重整反应能够同时将两种温室气体(甲烷和二氧化碳)转化为合成气,减少了CO2排放,具有环保意义。而且该过程特别适用于富含CO2的天然气田,■甲烷是含碳量最小(含氧量最大)的径,是沼气,天然气,***,坑道气和油田气的主要成分。我国天然气储量也很多,列居世界第10位,天然气产量则居世界第19位。近年来,科学家发现甲烷的另外一个潜在来源一天然气水合物(可燃冰)。据估算,可燃冰中的甲综资源占全球煤、石油、天然气甲烷资源的53%,其总能量是所有其他化石燃料能量总和的2-3倍。三、重整催化剂的研究对CH4-CO2重整反应催化剂的研究,主要有催化剂的构成和催化剂制备方法。■催化剂主要成分为活性组分、载体、、催化剂一般来说,CH4CO2重整制合成气反应的催化剂的活性组分是采用ⅤI族过渡金属(除Os),其中,N作为该反应催化剂的活性组分表现出很强的催化活性,且金属N价格相对低廉,所以对N基催化剂的报道很多。研究表明:对于该反应过程,贵金属催化剂具有较高的活性和抗积炭性能13,其中,Rh、Ru和Ir的催化性能最好,Pt、Pd稍差些;因积炭等原因会导致催化剂失活速度比较快,所以非贵金属催化剂的稳定性较差。非贵金属对该反应的催化活性顺序为Ni>Co>Cu>Fe。虽然贵金属的活性和抗积碳性能好,但是其资源有限、价格昂贵,反应过后需要回收。非贵金属催化剂抗积炭性能较差,但是价廉易得所以目前都有不少研究。研究者都至力于制备价廉,活性高且抗积碳性能好的催化剂。、单金属催化剂含量对催化剂活性及稳定性的影响一直是研究重点。ArnMoniri等5将>NiaA2O3催化剂用于甲烷二氧化碳重整反应,发现该催化剂活跃温度范围是600℃-900℃。实验表明,5wt%Ni/a-AL2O3是最活跃的催化剂。N加载量超过5w%会导致N分散度降低,另一方面,Ni过量更容易造成催化剂的结焦失活AtiyehRajbari等6发现7wt%-8wt.%的镇含量的催化剂抗积碳性能最好,镍含量的增加会造成积碳增加。同样,镇基催化剂的制备方法也对催化剂活性有一定影响,因为不同的制备方法改变了镇在载体上的分布方式1013,从而改变催化剂的性能。除以上两个因素以外,镍颗粒大小也对催化活性起着至关重要的作用417。实验证明18,较小粒径的镍有利于催化反应,因为镇晶粒尺寸小能延缓结焦,、双金属催化剂双金属催化剂通常包括贵金属催化剂和非贵金属催化剂。贵金属催化剂通常表现出优异的抗积碳性能。研究表明19,Au的添加能有效地改善Ny-Al2O3催化剂的抗积炭性和稳定性。对该催化剂进行了表征分析,结果表明:随着Au含量的增加,Au束缚了高活性位的Ni,使催化剂的活性稳定,且增强了催化剂的抗积炭性能。同样,添加Pt、Ir、。、催化剂优缺点"在CH4CO2重整制合成气反应中,贵金属催化剂的活性高于非贵金属催化剂其用量少,且抗积炭能力强,但是贵金属催化剂成本高昂,不适合用于工业化应用。非贵金属催化剂的价格虽然便宣,但易积炭引起催化剂失活,因此需要通过载体改性添加助剂或改进催化剂的制备方法等途径来提高催化剂的性能前,许多学者对这些方面进行了天量研究,、载体■载体是催化剂中催化剂和助催化剂的支撑体、分散剂和粘合剂。载体不仅对催化剂起物理支撑作用,它还能与活性组分发生相互作用从而影响催化剂结构和性能,由此而引起的催化剂活性组分颗粒大小、体相结构、金属分散度等特性的变化,都会影响催化剂的反应活性、稳定性和抗积炭性能,有的载体还有可能直接参与化学反应。Page9王锐等考察了Rh在AL2O3,SiO2和CeO2载体上的催化活性并对金属和载体间相互作用对CrCO2重整反应催化剂的抗积炭性能的影响进行了研究。实验发现,Rh与载体问的相与作用越强,催化剂还原后Rh的分散度就越高,其晶粒也越小催化活性就越高。高分散的R使催化剂表面生成的较多的碳物种CIx,CHx是活拨的反应中间体,容易与CO2反应生成CO和H2。在催化剂还原后,游离态的Rh晶粒较大,生成的碳物种与CO2反应能力较低,且易导致催化剂失活。实验发现在Rh/CeO2催化剂上反应生成的CHx物种比在Rh/AL2O3和Rh/sio2生成的CHx物种要更活拨。这是由于Rh-Ce02间存位,保进了分千的解落生成的表面氧很容易与Page-10