NiO@SiO2核壳催化剂在浆态床中低温甲烷化研究

采用改进的St?ber方法,可控制备出具有不同形貌的NiO@SiO2核壳结构催化剂,并在浆态床反应器(320℃)上,对其合成气低温甲烷化性能进行评价；同时借助XRD、TEM、XPS和N2物理吸附等方法对反应前后催化剂的物化性质进行了表征。研究表明,实验制备的催化剂形貌规整、粒径均匀,且具有较好的热稳定性。在相同的制备条件下,核颗粒粒径增大,其SiO2壳层的厚度随之增加。在反应过程中,部分催化剂的核壳结构遭到破坏并出现SiO2空壳,是CO与壳层内的Ni作用生成易迁移的Ni羰基化物种( Ni( CO) x )所致。催化剂的甲烷化活性随着核颗粒粒径的增加呈现下降趋势；在不同的反应阶段,催化剂的失活速率存在明显差异,在反应的前20 h内,催化剂出现快速失活,20 h后失活缓慢,但是催化剂的甲烷选择性都保持在80%左右。催化剂的失活,一方面,是因为反应过程中,Ni核颗粒发生了长大；另一方面,是由于壳层中3-5 nm的介孔的减少以及催化剂比表面积、孔容的下降。