阴离子环境对铁基高温变换催化剂结构与性能的影响

前驱体 的结构影 响较 大 ， 最 终导致 成品催化 剂性 能相差很 大 。Ｓ Ｏ ｉ 一环境 下制备 的催化 剂 活性 较 好 ， ５ ０ ０ ￣ Ｃ耐 热 １ ８ ０ ｍ ｉ ｎ后 ３ ５ ０ ￣ Ｃ的 活性 可 达 ２ ４ ．
５ ２ ％， 而ｃ １ 一 环境下制备 的催 化剂活 性较差 ， ５ ０ ０ ℃ 耐热后 ３ ５ ０ ￣ Ｃ的活 性为
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内蒙古工业大学学报
于定量蒸馏水 中配制成 浓度为 １ ． ５ ｍ ｏ ￣ｌ （ 以Ｆ ｅ 计） 的混合 液 ， 充 分溶解 混合后 ， 置于 ７ ５ ｑ Ｃ 的恒温水 浴锅 中 ， 搅 拌速率保持在 ３ ０ ０ ｒ ａ ｄ ／ ｍ ｉ ｎ ， 用５ ％的 Ｎ ａ Ｏ Ｈ溶 液进行沉淀 ， 最终 ｐ Ｈ值控制在 ９ ． ０～１ ０ ． ０ ， 在 同一温 度条件 下热煮 ２ ． ５小时 ， 所得到 的沉淀 物前驱体经洗涤 、 过滤后 空气气 氛下于 １ ２ ０ ￣ Ｃ干燥 ３ ｈ ， ３ ０ ０ ￣ Ｃ焙烧 ３ ｈ后制得 催化剂样 品。所 制备催化剂样 品以 Ｆ ｅ — Ｒ ｅ （ Ｒ ｅ 为ｓ Ｏ 、 Ｃ １ 、 Ｎ Ｏ 、 Ｓ Ｏ ＋Ｎ Ｏ 、 Ｓ Ｏ ＋Ｃ １ 、 Ｎ Ｏ ３ ＋Ｃ １ ） 表示 。
成， 并 对其 结构 和 变换反 应催 化性 能进 行研 究 。
１ 实验 部 分
１ ． １ 催化 剂 制备
采用 共沉 淀法 制备 催化 剂样 品 。将 计 量 的各 种 不 同阴离 子铁盐 （ Ｆ ｅ ／ Ｆ ｅ ¨ ＝１ ． ５ ） 在 一定 温度 下 溶
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ６— ２ １
基金项 目： 国家 自然科学基 金 （ ２ １ ０ ６ ６ ０ ０ ８ ）、 内蒙古 自然科 学基金 （ ２ ０ ０ ９ Ｚ Ｄ Ｏ １ ） 、 内蒙古 人才基 金及 内蒙古 工业大学 “ 煤化 工特 色学科 ” （ ２ ０ ０ ８ Ｎ Ｒ Ｃ ０ ０ ６ ） 资助 作者简 介 ： 姜 浩强 （ １ ９ ８ ７一） ， 在读硕士研究生 ； 通讯联系人 ： 刘全生 ， ｌ ｉ ｕ ｑ ｓ ＠ｉ ｍｕ ｔ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ 研究方 向 ： 煤化工 。
１ ． ２ 催化 剂表征
Ｘ Ｒ Ｄ采用 德 国 Ｄ ８ Ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ型 ｘ射 线衍 射 仪 ， Ｃ ｕ Ｋ ａ 辐射 ， ｓ ｉ —Ｌ ｉ 探测器， ４ ０ Ｋ Ｖ× ４ ０ ｍ Ａ， 扫描 范 围 ： １ ５ 。 ～ ８ ０ 。 ， 扫描速率 ２ ￣ ／ ｍｉ ｎ ；比表 面积 采 用 Ａ Ｓ Ａ Ｐ ２ ０ ０ ０ Ｂ 比表 面 仪 测 定 ； 采用 １ ３ 本 Ｓ ｈ ｉ ｍａ ｄ ｚ ｕ岛津 公 司 Ｄ Ｔ Ｇ ５ ０ ／ ５ ０ Ｈ 型热重 一差热 分析仪 进行样 品 的热分 析 ， 扫描 温度 范 围 ： 室温 ～ ９ ０ ０ ￣ Ｃ， 升 温速 率 １ ０ ￣ Ｃ ／ ｍ ｉ ｎ ， 空 气气 氛 。
姜 浩强 ， 何 润霞 ， 武 芳 ， 智科端 ， 周晨 亮， 张万华 ， 刘全 生
（ 内蒙古工业大学化工学 院， 内蒙古工业催 化重点实验室 ， 呼和浩特 ， ０ １ ０ ０ ５ １ ） 摘 要： 采用湿法共沉淀工艺制备 了不 同阴离子环境下 的铁基高温变换催
化剂 ， 利用 Ｘ Ｒ Ｄ、 Ｂ Ｅ Ｔ 、 Ｔ Ｇ— Ｄ Ｔ Ａ、 Ｔ Ｅ Ｍ和活性测试 等对催化 剂样 品的结构 和性 能进行 比较研究 。结果表 明 ， 阴离子环境对催化剂制备过程 中所生成
展 。铁铬系催化剂是应用最广泛 的变换催化剂 ， 其使用温度一般在 ３ ５ ０— ４ ８ ０ ￣ （ ２ ， 主要用于高温变换。 国内铁 系高温 变换催 化 剂经 过多 年 的研 究 ， 与 国外 产 品 的差距 逐 渐减 小 ， 但 在堆 密 度 、 低 温 活性 、 机 械强
度、 抗 热 冲击 和高 空速下 的活性等 方 面与 国外优 质产 品 （ 如Ｉ Ｃ Ｉ 、 Ｓ Ｋ系列 等 ） 仍存 在 一定 的差 距 。经 过分 析认 为 ， 国内高温 变换催 化剂 的生 产 工 艺 和控 制 指标 与 国外基 本 上 相 同 ， 之 所 以产 品 的性 能 存 在差 距 ，
主要是只注重了不 同组成及不同制备工艺所造成 的催化剂成品织构变化 的研究 ， 却对 中和母 液在溶解 、 混合 等一 系列 过程 所发 生 的变化 缺乏认 识 和研究 ， 对 其改 变 中 和过程 的特性 更 是缺 乏 深入 研究 ， 即忽 略 了对形成催化剂主体织构有着重要影 响甚至是决定性作用 的中和母液及 中和过程的研究 ， 特别是将催 化剂 性 能与 中和母 液性 质 和 中和 过程关 联 的研究 报 道 很少 。本 文 在相 关 参考 文献 Ｌ ３ 和实 验 室前 期研 究工 作 的基 础上 ， 以Ｆ ｅ ¨／ Ｆ ｅ ＝１ ． ５ （ 摩尔比） 为基 础 ， 不 同阴离子 环境 下进行 铁基 变换 催 化剂 的合
内蒙古工业大学学报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｉ ＮＮＥＲ ＭＯＮＧ０Ｌ Ｉ Ａ
第３ ２卷
第 ３期
ＵＮＩ ＶＥＲＳ Ｉ Ｔ Ｙ ０Ｆ ５ １ ６ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３— ０ ０ ０ ６— ０ ５
阴离 子环 境 对 铁 基 高温 变 换催 化 剂 结构 与 性 能 的影 响
６． ９ ４％ 。
关键 词 ： 高温水煤气变换 ； 铁基催化 剂 ；阴离子环境 ； 活性
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｑ ４ ２ ６ ． ６ 文献标识码 ： Ａ
烃类 化合 物 的水蒸 汽重 整与 水煤 气变 换反应 组 合是廉 价 制 取氢 气 的 主要方 式 。经 过 近一个 世 纪 的 研究 和 实践 ， 工业 化 的变 换催 化剂 已基 本定 型 ＿ ｌ Ｊ 。近 年来 由于燃 料 电池 技术 的飞速发 展 ， 有关 变换 催化 剂 的研究 与开 发 又 重 新 引起 人 们 的兴 趣 与 关 注 。 因 此 ， 近 １ ０年 来 新 型 变 换 催 化 剂 也 有 了很 大 的发