Ni基甲烷二氧化碳重整催化剂研究进展



Ni基甲烷二氧化碳重整催化剂研究进展

王明智，张秋林，张腾飞，王一茹

（昆明理工大学环境科学与工程学院，云南昆明650093）

摘要：由于甲烷二氧化碳重整将两种温室气体甲烷和二氧化碳转化为可利用的合成气，因此近二十年以来引起了越来越多研究者的关注。其中，Ni基催化剂由于其较高的活性和较低的成本得到了广泛的研究。本文将甲烷二氧化碳重整Ni基催化剂分为负载型和非负载型两大类分别综述了它们的研究进展。针对反应条件下的Ni基催化剂因积炭和烧结引起的失活问题，本文介绍了引起这两个问题的原因，并概括了抑制失活并提升Ni基催化剂活性和稳定性的5条途经，包括选择性钝化活性金属、增强Ni颗粒分散性、控制催化剂的酸碱性、减小Ni颗粒的尺寸以及提高Ni颗粒稳定性。最后指出，设计和制备颗粒小而且稳定的催化剂是同时解决催化剂积炭和烧结两大问题的关键。

关键词：甲烷；重整；催化剂；积炭；烧结；稳定性

第一作者：王明智（1991—），男，硕士研究生。E-mail m.z.wang@ 163.com。联系人：张秋林，博士，副教授，主要研究方向为大气污染控制。E-mail qiulinzhang_kmust@163.com。

利用甲烷重整制合成气是工业上一种重要的甲烷转化利用的方法。这种方法可以通过进一步的羰基合成或Fischer-Tropsch合成等方法转化为甲醇、二甲醚、氨等重要化工原料或合成液体原料[1]。甲烷重整制合成气主要有3种途径：甲烷水蒸气重整（steam reforming of methane，SRM）、甲烷部分氧化重整（O2reforming of methane，ORM）、二氧化碳甲烷重整（CO2reforming of methane，CRM）。在这几种甲烷重整途径中，二氧化碳重整提供了一条综合利用碳源、氢源，同时转化两种难活化分子并消除两种主要温室气体的技术路线，对于高效利用C1资源、减缓日益严重的环境问题有着重要意义。……