Catalytic Behaviors and Stability of Aerogel Silica-Supported Ni Catalysts for the Partial Oxidation of Methane into Synthesis Gas

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.