Pr0.7Zr0.3O2-δ选择性氧化甲烷制取合成气:氧载体稳定性（英文）

摘要

以共沉淀法制备的Pr0.7Zr0.3O2-δ固溶体作为氧载体,研究其在选择性氧化甲烷制取合成气工艺(CH4/空气氧化还原循环)中的服役性能。结合X射线衍射(XRD)、H2-程序升温还原(H2-TPR)、O2-程序升温脱附(O2-TPD)、比表面测试(BET)、X射线光电子能谱(XPS)表征手段描述氧载体在氧化还原循环反应过程中物化特性演变。结果表明,Pr0.7Zr0.3O2-δ固溶体在氧化还原反应中保持较高的甲烷反应活性与CO选择性,且能够保持反应性能稳定(CO选择性为83.5%~83.1%)。随着循环反应的进行,Pr-Zr固溶体保持了较高的热稳定性,但是表面氧的消失导致其还原性能下降。然而,表面氧的消失促进了氧空位的增加从而在一定程度上增强了氧移动能力,使足够的晶格氧参与到甲烷选择性氧化反应中,保证了较高的反应活性。通过比较新鲜、循环与老化后材料结构与还原性能,认为甲烷选择性氧化制取合成气工艺中的热点问题可以避免。