甲烷二氧化碳重整

(4) 预焙烧法： 预焙烧法是将合成的铝交联蒙脱土冷冻干燥后于 350 ℃ 下预焙烧1 h, 然后在剧烈搅拌下将0. 1 mol/ L 的金属氯化物混合溶液(A 液) 和0. 1 mol/ L 的NaOH 溶液( B 液) 同时滴加到蒙脱土浆液中, 搅拌一定时间 后离心分离, 用去离子水洗涤至无Cl- 后, 冷冻干燥, 然后与铝交联剂进行交联。 预焙烧法可以在不破坏交联蒙脱土的交联结构 的情况下使催化剂担载较多的活性组分, 因而是一种 担载活性组分较有效的方法。
四、实验改进：
1、关于柱撑剂： 比表面分析(BET) 表明,相同质量条件下锆铝 基柱撑蒙脱土的比表面积较铝基柱撑蒙脱土和钠基 蒙脱土有更大的比表面积,更为均匀孔道结构分布, 是一种合适的吸附和催化材料。 反应温度为550 ℃时,甲烷在AlZr2、AlCe2 交联 蒙脱土催化剂上的转化率约90 %。
相对规整的孔结构
天 然 蒙 脱 土
聚合羟基金属阳离子法 溶胶－ 凝胶法 模板导向自组装法等
吸 附 性
无机阳离子、有机阳离子 有机聚合物、有机小分子
柱 撑 蒙 脱 土
较大的孔径 孔径的可调性 高的比表面积 酸性可调节
MMT
PILM
广阔的应用前景 国内外研究热点
催化剂及 催化剂载体 纳米级复合材料 环 保 材 料
FT 合成的固体催化剂是由活性组分、助剂、载 体等组成。 活性组份主要为铁基和钴基。Co 基催化剂具有 单程转化率高、寿命长、直链烃收率高等优点。Co 基催化剂一般受助剂的影响不大，但加入少量的贵 金属能提高Co 基催化剂的活性。 常用FT 合成催化剂的载体主要有: 金属氧化物 载体( Al2O3、SiO2、TiO2和ZrO2等) 、分子筛载体、 碳载体、以及SiC 载体和柱撑蒙脱土的载体等。其 中柱撑蒙脱土载体对FT 合成产物C5 － C25 的选择 性较好。
二、实验步骤：
1、膨润土的钠化改型
(OH-与Al3+的摩尔比2.4)
2、羟基铝柱化液的制备
3、柱撑蒙脱土的制备
(固体部分反复离心洗涤，至无Cl- 。程序升温)
4、等体积浸渍法（初湿浸渍法）制备催化剂
二、实验表征
X射线衍射分析(XRD)
红外光谱(FTIR)
透射电镜(TEM)
扫描电镜(SEM)
差示扫描量热(TG—DSC)
作为一种价廉且用途极广的稀土材料，纳米CeO的优良特 性表现在： (l) 提高活性涂层的催化活性。CeO分散了活性涂层中活性金 属，避免了因烧结导致催化格点减少，降低活性 (2) 自动调节空气燃料比。CeO有极好的储存、释放氧的能力 (3) 助催化作用。Ce0能够加快煤气迁移和水蒸汽重整反应，减 少CO和CH的含量 (4) 提高载体的热稳定性。CeO能够稳定载体的晶体结构，使 其在高温下保持稳定，抑制其活性损失 (5) 其它作用。Ceo还能提高陶瓷载体的机械强度，提高催化剂 的储硫效能，改善催化剂的抗积炭性能。
离 子 交 换 剂
光学原件
选择性吸附剂
费－ 托合成技术( Fischer － Tropsch synthesis，FT) ，是由合成气( H2 + CO) 生产液体清洁燃料和化学品的一种技术， 是煤炭、天然气和生物质( Biomass)等资 源高效、清洁转化为高附加化学品的重要 途径，对保障国家能源安全和社会的可持 续发展以及环境都具有重要意义。
（3）分步浸渍法： 浸渍法是利用载体孔的毛细现象吸留浸渍液, 将 含有活性组分的浸渍液浸渍载体, 经干燥、焙烧等 过程制得催化剂, 因此制备的催化剂易受浸渍液组 成、溶剂极性、浸渍液pH 值以及载体特性的影响。 以三步浸渍法为例: 取一定质量的40～ 60 目载 体, 按照等体积浸渍, 计算出载体的吸水量V , 将Co (NO 3) 3· 6H2O 溶于3V 体积的蒸馏水中, 配制得浸 渍液. 先取一V体积的浸渍液浸渍载体, 静置过夜, 110 ℃烘干; 再进行两次 最后同样操作。在350 ℃ 焙烧3 h, 制得催化剂.
蒙脱土与合成分 子筛有类似的结构, 但把它作为催化剂使 用的致命弱点是热稳 定性太差。
阳离子交换性
研究报道了在PILM 的层间插入 Fe /Al、Al /Ce /Mg、Fe /Zr 等 而制备了复合型柱撑蒙脱土。 催化性能表征结果表明: 第二种 成分的添加能够使蒙脱土的热 稳定性明显提高，催化功能得 到调整。
2、制备方法： （1）超声法用于柱撑剂的制备和柱撑蒙脱石制 备，大大缩短了制备所需的时间，省去了高温老化 的步骤。功率超声产生巨大的能量，使蒙脱石粒变 得更细，增大了柱撑剂和蒙脱石的接触面积，使柱 撑剂与蒙脱石层间的Na 交换的更加彻底，同时也 使柱撑剂与层板的键合更加牢靠。
（2）改进的柠檬酸sol一gel法为其高比表面积复 合氧化物的制备提供了基础。
去离子水溶解
称量Ce和Co适量
加Baidu Nhomakorabea柠檬酸
柠檬酸盐溶液
水 浴 加 热 搅 拌
高纯N2气氛
蓬松的海绵状粉末
800 ℃焙烧2h （催化剂前驱体) 烧掉碳粒 800 ℃焙烧4h
1000 ℃烘干
溶胶
黑色中间体
（含碳氧化物）
相应样品
将各离子离子加入到柠檬酸中旨在使它们均匀地与 柠檬酸络合在一起，达到分子水平均匀的分散，这样可 以降低固溶体形成过程中的活化能，使焙烧温度降低， 保持其较高的比表面积。 催化剂前驱体首先经历N2高温焙烧，柠檬酸分解成 微小的碳粒，把氧化物相互隔离，阻止烧结。接下来继 续在空气中较低温度下焙烧时，碳粒可以被完全烧掉从 而形成具有高比表面积和微小粒子的固溶体。
目
录
一、蒙脱土介绍
二、费-托合成技术 三、铝柱撑蒙脱土负载催化剂实验部分
1、实验原理 2、实验步骤
3、实验表征
4、实验改进
蒙脱土
膨润土 蒙脱石
蒙脱土的主要 矿物成分为蒙脱石， 含量在85％～ 90 ％ ，蒙脱石是一 种片层状的硅酸盐 粘土矿。
蒙脱石在我国 分布广泛，且 价格低廉，是 一种理想的天 然矿物吸附剂。 又名微晶高岭 石或胶岭石， 蒙脱石的晶体 结构由两层硅 氧四面体晶片 中夹一层铝氧 八面体晶片组 成，属于2:1型 层状硅酸盐矿 物。
柱撑蒙脱土成为FT 合成催化剂载体的主要
1、双孔结构——规整的介孔和较为丰富的微孔 2、固体酸，其酸强度及其分布可在一定范围内 进行调节 3、较大的表面积、较好的热和水热稳定性 4、孔结构及其尺寸在一定范围内具有可裁剪性、 空间抑制作用
一、实验原理：
钠基蒙脱土经反应后，柱撑剂进入到蒙脱土层 间，与蒙脱石骨架发生成键反应形成Si—O—AI键， 使得蒙脱土的层间距和比表面积都显著的大，热稳 定性也显著地提高。 （各因素的最佳水平为:m=2.4;pH=9.3;T=80℃）