有序介孔氧化鋁負載鈷催化劑的合成、表征及甲烷部分氧化制合成氣反應(yīng)性能.pdf

1、本文以非離子表面活性劑為模板劑，采用溶膠-凝膠技術(shù)一步原位合成具有高度熱穩(wěn)定性、大比表面和有序介孔結(jié)構(gòu)的氧化鋁負載鈷催化劑(Co-MA)。與浸漬法制備的介孔Al2O3和商品γ-Al2O3負載鈷催化劑（Co/MA，Co/A）相比較，考察了不同催化劑的結(jié)構(gòu)和甲烷部分氧化制合成氣(POM)反應(yīng)性能，研究了催化劑結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。
　　 POM反應(yīng)結(jié)果表明，不同催化劑的催化活性順序為：Co-MA＞Co/MA＞Co/A。其中，原位合成

2、的Co-MA催化劑對POM反應(yīng)表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性和穩(wěn)定性。在750℃、CH4/O2/Ar=2/1/4和GHSV=1.0×105mL·g-1·h-1反應(yīng)條件下，該催化劑在1000h連續(xù)反應(yīng)時間內(nèi)，其高的甲烷轉(zhuǎn)化率(＞80％)和高的一氧化碳選擇性(＞90%)基本保持不變。
　　 采用XRD、TEM、Raman、XPS、紫外-可見漫反射光譜和H2-TPR等技術(shù)，對焙燒后、還原后以及反應(yīng)后的催化劑進行了較為詳細的表征。結(jié)果表明，Co-

3、MA催化劑在Co含量為3～12wt%和焙燒溫度為500～800℃范圍內(nèi)，均表現(xiàn)出大的比表面積和有序的介孔結(jié)構(gòu)。鈷物種高分散于載體表面和載體晶格中，分別以6配位Co2+物種（表面CoO小簇）和4配位Co2+物種（CoAl2O4）形態(tài)存在。這些鈷物種還原后生成的金屬顆粒度較小，分散度較高。而Co/MA催化劑由于鈷物種的引入導(dǎo)致載體介孔結(jié)構(gòu)的破壞。兩類浸漬法制備的催化劑(Co/MA和Co/A)均在鈷負載量高于3wt%時檢測到Co3O4晶相的生