氮掺杂碳改性Ni/Al2O3催化剂的甲烷干重整反应性能研究

摘要：

在甲烷干重整反应(DRM)中,常规浸渍法制备的Ni/Al2O3 催化剂常因过多积炭导致催化剂失活,因此研究如何提高Ni/Al2O3 催化剂的抗积炭能力具有重要意义.通过浸渍法和高温碳化法制备的氮掺杂碳表面修饰的Ni/Al2O3 催化剂Ni/Al2O3@NC-3和Ni/Al2O3@NC-5(3和5分别代表多巴胺聚合时间为3 h和5 h)在DRM中表现出了较强的抗积炭性能.使用X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、热重(TG)和扫描电镜(SEM)等表征手段对催化剂的结构和电性质进行了分析,并探讨了氮掺杂碳的引入对催化剂稳定性和抗积炭性能的影响.XPS结果表明,Ni/Al2O3@NC-3和Ni/Al2O3@NC-5 催化剂中金属Ni与氮掺杂碳发生了电子相互作用,形成了催化惰性的Ni+物种,由此减缓了CH4 的裂解速率,进而有效地减少了积炭的产生.在经 8 h活性测试后,Ni/Al2O3@NC-3 催化剂的CH4 转化率和CO2 转化率分别维持在 52.2％和62.3％,且反应后Ni/Al2O3@NC-3催化剂的积炭量仅为7％(质量分数,下同),远远低于Ni/Al2O3 催化剂的积炭量(25％).

关键词：甲烷重整、Ni/Al2O3催化剂、氮掺杂碳、抗积炭性能

所属期刊栏目：48

分类号：TQ426

资助基金：国家自然科学基金22202180

在线出版日期：2023-07-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：49-55