近年來,天然氣作為一種清潔,、環(huán)保的能源,在各個方面得到越來越廣泛的應(yīng)用,。但到目前為止,,天然氣催化燃燒并未實現(xiàn)真正的產(chǎn)業(yè)化,,限制其應(yīng)用的技術(shù)瓶頸是催化劑的性能還沒有達到實用化的要求,。天然氣中含量最多的甲烷是最穩(wěn)定的碳?xì)浠衔铮y以活化,。目前國內(nèi)外對天然氣燃燒催化劑的研究開發(fā)工作主要集中在兩個方面:一,、對于低溫甲烷催化燃燒,,以提高催化劑的活性為首要目的。貴金屬在烴類的完全燃燒方面有不可比擬的優(yōu)越性,,其中Pd催化劑對甲烷的活性最高。對于擔(dān)載型貴金屬催化劑制備對載體要求有大的比表面和合適的孔結(jié)構(gòu),,以達到活性相的良好分散,提高催化劑的活性,。二、對于高溫甲烷催化燃燒,,研究工作主要集中在開發(fā)新的復(fù)合氧化物體系催化劑,,主要是研究開發(fā)高溫穩(wěn)定的大比表面復(fù)合氧化物,,特別是稀土(復(fù)合)氧化物,。具有合適孔道(中孔)的大比表面復(fù)合氧化物體系催化劑,,更有利于系統(tǒng)的傳質(zhì)和傳熱,從而提高燃燒效率,。
稀土(復(fù)合)氧化物作為一種催化材料。它在許多催化劑尤其環(huán)境保護中有著廣泛的應(yīng)用,,稀土氧化物的加入可以大大提高催化材料的活性,、使用壽命和耐熱穩(wěn)定性,。通過多年來國內(nèi)外有關(guān)稀土氧化物催化劑結(jié)構(gòu)和性能的研究,一般認(rèn)為稀土(復(fù)合)氧化物主要有以下幾個方面的作用:
1,、提高催化劑的耐熱性能;
2,、影響其他(金屬)活性相的分散與結(jié)構(gòu);
3,、易形成表面空位以及缺陷以提高儲放氧能力,。
目前天然氣催化燃燒對稀土(復(fù)合)氧化物材料提出了更高的要求,,它必須具備如下幾個特點:(1)高的比表面;(2)發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu),,特別是中孔結(jié)構(gòu);(3)高的耐熱性能,;(4)高的儲放氧能力,。其中儲放氧能力,、熱穩(wěn)定性又與表面孔隙結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。由此可看出,,開發(fā)大比表面并具有合適孔道結(jié)構(gòu)(特別是中孔)的稀土復(fù)合氧化物材料,對甲烷燃燒催化材料具有十分重要的應(yīng)用價值。
目前催化用稀土復(fù)合氧化物材料制備,,采用的主要方法是鹽類分解法和沉淀法。鹽類分解法制備的稀土氧化物比表面低,、孔結(jié)構(gòu)不規(guī)則,,而且耐熱穩(wěn)定性差,,但其制備工藝相對簡單。沉淀法研制的稀土氧化物比表面較高,,一般在60~150m2/g之間,且耐熱性能較好,,但孔結(jié)構(gòu)不易控制,。近年來國際上有關(guān)中孔分子篩和穩(wěn)定的中孔氧化物的合成引起了人們的極大的關(guān)注,,取得了一些有實際意義結(jié)果。模板劑法是新近發(fā)展起來的,,已應(yīng)用于中孔分子篩和過渡金屬氧化物孔材料的合成。其原理是制備過程通過引入模板劑,,使氧化物沉淀有序排列,經(jīng)處理形成規(guī)則的孔結(jié)構(gòu),。該方法的技術(shù)特點是所制備的氧化物穩(wěn)定性高、比表面大,、孔結(jié)構(gòu)發(fā)達且易于控制。高壓蒸煮法是將反應(yīng)物漿料放入高壓釜中在較高溫度和壓力下,,進行反應(yīng),,該方法對復(fù)合氧化物具有擴孔作用,,大大提高比表面積。在對鈰鋯復(fù)合氧化物制備實驗上采用了此方法,,效果明顯。
隨著我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和環(huán)境意識的增強,天然氣作為最清潔的礦物燃料必將在我國得到廣泛的應(yīng)用,。作為一種環(huán)境友好的過程,,天然氣催化燃燒技術(shù)受到廣泛的關(guān)注,。具有特殊孔結(jié)構(gòu)的大表面積稀土(復(fù)合)氧化物由于其具有高的熱穩(wěn)定性和反應(yīng)活性,可直接作為高溫天然氣燃燒催化劑,。當(dāng)然我國的天然氣市場尚處于起步階段,,應(yīng)用技術(shù)相對落后,。若能在天然氣催化燃燒用催化劑的關(guān)鍵技術(shù)上形成突破,必將在天然氣的應(yīng)用方面實現(xiàn)跨越式發(fā)展,,從而在天然氣發(fā)電、工業(yè)用熱源和動力,、清潔燃?xì)馄�,、以及家庭用燃具等方面得到迅速的�?yīng)用,。
稀土(復(fù)合)氧化物作為一種催化材料。它在許多催化劑尤其環(huán)境保護中有著廣泛的應(yīng)用,,稀土氧化物的加入可以大大提高催化材料的活性,、使用壽命和耐熱穩(wěn)定性,。通過多年來國內(nèi)外有關(guān)稀土氧化物催化劑結(jié)構(gòu)和性能的研究,一般認(rèn)為稀土(復(fù)合)氧化物主要有以下幾個方面的作用:
1,、提高催化劑的耐熱性能;
2,、影響其他(金屬)活性相的分散與結(jié)構(gòu);
3,、易形成表面空位以及缺陷以提高儲放氧能力,。
目前天然氣催化燃燒對稀土(復(fù)合)氧化物材料提出了更高的要求,,它必須具備如下幾個特點:(1)高的比表面;(2)發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu),,特別是中孔結(jié)構(gòu);(3)高的耐熱性能,;(4)高的儲放氧能力,。其中儲放氧能力,、熱穩(wěn)定性又與表面孔隙結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。由此可看出,,開發(fā)大比表面并具有合適孔道結(jié)構(gòu)(特別是中孔)的稀土復(fù)合氧化物材料,對甲烷燃燒催化材料具有十分重要的應(yīng)用價值。
目前催化用稀土復(fù)合氧化物材料制備,,采用的主要方法是鹽類分解法和沉淀法。鹽類分解法制備的稀土氧化物比表面低,、孔結(jié)構(gòu)不規(guī)則,,而且耐熱穩(wěn)定性差,,但其制備工藝相對簡單。沉淀法研制的稀土氧化物比表面較高,,一般在60~150m2/g之間,且耐熱性能較好,,但孔結(jié)構(gòu)不易控制,。近年來國際上有關(guān)中孔分子篩和穩(wěn)定的中孔氧化物的合成引起了人們的極大的關(guān)注,,取得了一些有實際意義結(jié)果。模板劑法是新近發(fā)展起來的,,已應(yīng)用于中孔分子篩和過渡金屬氧化物孔材料的合成。其原理是制備過程通過引入模板劑,,使氧化物沉淀有序排列,經(jīng)處理形成規(guī)則的孔結(jié)構(gòu),。該方法的技術(shù)特點是所制備的氧化物穩(wěn)定性高、比表面大,、孔結(jié)構(gòu)發(fā)達且易于控制。高壓蒸煮法是將反應(yīng)物漿料放入高壓釜中在較高溫度和壓力下,,進行反應(yīng),,該方法對復(fù)合氧化物具有擴孔作用,,大大提高比表面積。在對鈰鋯復(fù)合氧化物制備實驗上采用了此方法,,效果明顯。
隨著我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和環(huán)境意識的增強,天然氣作為最清潔的礦物燃料必將在我國得到廣泛的應(yīng)用,。作為一種環(huán)境友好的過程,,天然氣催化燃燒技術(shù)受到廣泛的關(guān)注,。具有特殊孔結(jié)構(gòu)的大表面積稀土(復(fù)合)氧化物由于其具有高的熱穩(wěn)定性和反應(yīng)活性,可直接作為高溫天然氣燃燒催化劑,。當(dāng)然我國的天然氣市場尚處于起步階段,,應(yīng)用技術(shù)相對落后,。若能在天然氣催化燃燒用催化劑的關(guān)鍵技術(shù)上形成突破,必將在天然氣的應(yīng)用方面實現(xiàn)跨越式發(fā)展,,從而在天然氣發(fā)電、工業(yè)用熱源和動力,、清潔燃?xì)馄�,、以及家庭用燃具等方面得到迅速的�?yīng)用,。