堇青石基六铝酸盐整体催化剂甲烷催化燃烧性能研究

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天然气因其储量丰富和清洁低污染而被认为是21世纪最具潜力的理想能源。天然气的主要成分是甲烷,催化燃烧结合了催化氧化和气相自由基反应,是实现甲烷高效低污染燃烧的一种有效方式,是目前国内外治理大气污染的同时,充分利用能量的最有效的方法之一。基于催化燃烧反应特点和集成化高效应用目标,采用低压降、高传热效果、小体积的整体催化剂具有很大优越性。六铝酸盐具有很高的热稳定性,适于作高温催化燃烧反应的催化剂。   本文选定堇青石蜂窝陶瓷为整体载体,LaMn0.7Mg0.3Al11O19六铝酸盐为活性组分,研究载体酸预处理和过渡层组成与类型对整体催化剂结构和性能的影响。   考察了草酸和稀硝酸处理不同时间对载体的物理性能和甲烷催化燃烧性能的影响。结果表明,酸处理能够显著提高载体的比表面积和整体催化剂的活性。硝酸处理0.5 h的整体催化剂具有最高的粘附稳定性。硝酸处理1.5 h的整体催化剂活性最高,起然温度为416℃,完全转化温度为636℃。   分别研究了Al/La和Al/Mg比不同的过渡层对催化剂结构和性能的影响。探讨了复合过渡层中两种组分的相互影响以及与活性组分发生的相互作用,测定了其甲烷燃烧活性。发现一定配比的二元过渡层的引入可以改善整体催化剂的活性。铝镧系列中Al/La比为1:2的整体催化剂具有最高燃烧活性,T10%为404℃,T90%为581℃。MgO的引入同样可以改善催化活性,其中镁铝系列中Al/Mg比为1:2制备的整体催化剂具有最高的催化活性,T10%为397℃,T90%为610℃。
其他文献
目前,我国工业冷却水的缓蚀阻垢主要用磷系配方,因此在工业冷却水中不可避免会产生磷酸钙垢,磷酸钙垢会使设备的传热效率下降而影响传热的正常进行,甚至会使设备堵塞而停工。所以