天然气-二氧化碳-水蒸气-氧转化制合成气的研究稀土助剂的作用

摘要

研究了稀土氧化物(CeO2和La2O3)改性的镍基催化剂中助剂的作用,并考察了催化剂对天然气-二氧化碳-水蒸气-氧转化制合成气反应的活性.结果表明,La2O3改性的镍基催化剂具有较高的CH4转化率和H2选择性;经CeO2改性的镍基催化剂具有较高的CO选择性.量子化学计算和XRD研究结果表明,La2O3助剂的加入,可使还原后催化剂表面Ni(111)晶面衍射峰的强度减小,较好地符合吸附活化CH4分子的"尺寸效应"和能量要求.添加CeO2助剂的催化剂,其Ni(111)晶面衍射峰强度较大,而Ni(110)晶面含量最小,不利于CH4的离解.同时,助剂RE2O3(尤其是CeO2)和MgO提高了Ni的d电子密度,因而一定程度上加强了Nid电子向CO2空反键π轨道的迁移,促进CO2分子的活化,提高其消碳活性.