过程工程学报 ›› 2025, Vol. 25 ›› Issue (1): 44-52.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224170
张银虎1,3, 张战国2,3*, 许光文2,3
Yinhu ZHANG1,3, Zhanguo ZHANG2,3*, Guangwen XU2,3
摘要: 应用于流化床甲烷干重整反应的Ni基催化剂需要同时具备高耐磨性和高活性,这要求催化剂载体本身须兼具良好的耐磨性和高Ni负载能力。本研究基于Al2O3晶型转变机制,旨在通过高温焙烧γ-Al2O3制备具有一定Ni负载能力的外壳为α相的高耐磨性核壳结构@Al2O3载体。选用商业球形介孔γ-Al2O3颗粒(比表面积325 m2/g,平均粒径850 μm)作为载体前驱体,并利用立式高温炉在不同焙烧温度和时间下得到焙烧程度不同的@Al2O3颗粒试样;利用X射线衍射(XRD)技术以及N2等温吸附脱附方法(BET)对Al2O3晶型转变程度进行表征,以电子显微镜(SEM)观察颗粒断面形貌的方法表征壳核结构的形成进程,利用冷态以及热态流化态磨损试验对其耐磨性进行表征。XRD结果表明,在1250, 1300和1370℃下通过控制焙烧时间可制备α-相和γ-相或θ-相共存的Al2O3载体;SEM以及BET表征结果表明,在1300℃焙烧6 min可得到外壳为30~50 μm、比表面积为86 m2/g、平均孔径为22 nm的壳核@Al2O3载体;流化态磨损试验揭示该载体具有与α-Al2O3同样出色的耐磨性能,在800℃的流化状态下的磨损速率仅为0.003wt%/h。利用该核壳@Al2O3,通过浸渍法制10wt%Ni@Al2O3催化剂,该催化剂在800℃流化状态下也具有与α-Al2O3相同程度的耐磨性,作为流化床催化剂具有良好的实际应用前景。