S-1沸石负载Ni催化剂的合成及性能研究

发布时间：2020-04-03 05:55

【摘要】：以Silicate-1(S-1)分子筛为载体,通过简单浸渍、原位合成及浸渍-TPAOH处理等方法制备了一系列Ni基催化剂。后两种方法可以实现金属纳米颗粒的封装,降低其金属颗粒尺寸,提高金属分散度、反应活性和抗烧结能力。在固定床反应器上进行催化剂甲烷干重整反应(DRM)性能评价,研究了负载形式、Ni源、精氨酸量、浸渍方法和焙烧温度等对催化剂性质和反应性能的影响。采用原位合成法或后处理法对Ni颗粒进行封装,催化剂性能都得到大幅提高。在封装过程中,Ni源和精氨酸加入量,影响催化剂性能。对于简单浸渍的Ni/S-1催化剂和封装的Ni@Hol S-1催化剂,采用硝酸镍作为Ni源时CO_2和CH_4转化率均比氯化镍为Ni源时高。在DRM反应中,两种Ni源与精氨酸络合制备的Ni@Hol S-1催化剂呈现不同的反应性能。以氯化镍为Ni源时,对于Ni@Hol S-1催化剂,采用精氨酸与Ni络合的催化剂的CO_2和CH_4转化率均高于未用精氨酸络合的催化剂,当n_((L-Arg)):n_((Ni))=2:1时,催化剂活性最高。采用精氨酸络合,在提高CO_2和CH_4转化率的同时,可以减少积炭。以硝酸镍为Ni源时,对于Ni@Hol S-1催化剂,采用精氨酸与Ni络合,催化剂活性反而下降,当n_((L-Arg)):n_((Ni))=1:1时,催化剂活性下降2%,n_((L-Arg)):n_((Ni))=2:1时活性最差,甚至低于简单浸渍的Ni/S-1催化剂。Ni源种类和精氨酸的引入对催化剂稳定性有一定影响。相同反应条件下,以NiCl_2为Ni源的Ni/S-1催化剂,Ni颗粒的烧结团聚导致催化剂缓慢失活,反应后未生成积炭;对于Ni@Hol S-1催化剂,采用Ni(NO_3)_2为Ni源,稳定性最好,但积碳量较多;NiCl_2作为Ni源,采用n_((L-Arg)):n_((Ni))=2:1的精氨酸进行络合,其催化剂稳定性高于未用精氨酸络合的催化剂,且积碳量极少。此外,精氨酸与Ni的浸渍顺序对催化剂的性质也有一定影响。采用硝酸镍作为Ni源时,精氨酸与Ni先后分别浸渍,Ni颗粒粒径变小,分布集中,催化剂活性提高。催化剂焙烧温度对其性质也有很大影响。高温且长时间焙烧导致Ni颗粒易于发生团聚而脱落,导致封装量较低。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O643.36

【相似文献】