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本文主要以探索通过简单的浸渍法制备高分散、抗烧结的催化剂为目的,以乙酰丙酮盐为前驱体制备了 Ni/SiO2-acac、Rh-CeO2/SiO2-acac和Rh-Sm2O3/Si02-acac催化剂。通过原位红外光谱(IR)、BET测试、H2-程序升温还原(H2-TPR)、热重分析(TG-DTG)、高分辨透射电子显微镜(TEM)、X-射线粉末衍射(XRD)和X-射线光电子能谱(XPS)等实验技术对催化剂的物相以及金属与载体、助剂间的相互作用进行了表征,并以甲烷部分氧化(POM)和甲烷二氧化碳重整(DRM)制合成气为目标反应对催化剂抗高温烧结性能进行了考察,主要研究结果如下:(1)以乙酰丙酮镍(Ni(acac)2)为前驱体采用简单的浸渍法即可制备出高分散、抗烧结的Ni/SiO2催化剂。与Ni(NO3)2或NiCl2制备的Ni/SiO2催化剂相比,以Ni(acac)2为前驱体制备的Ni/Si02具有更高的分散度。原位红外表征结果表明,Ni(acac)2通过与SiO2表面硅羟基形成氢键而高分散吸附于载体表面,只要Ni的负载量不超过~5%,均可保证Ni(acac)2以单层分散于SiO2表面。TG-DTG表征结果表明,单层分散于SiO2上的Ni(acac)2在空气中加热至350℃左右发生分解,由此生成的NiO物种具有良好的抗烧结性能,只要焙烧温度不超过800℃且Ni的负载量不超过5%,催化剂上的Ni物种的粒径均可保持在2.5 nm左右,粒径分布也较为集中。(2)在以乙酰丙酮铑(Rh(acac)3)为前驱体制备Rh/SiO2-acac的基础上,通过分别添加乙酰丙酮铈(Ce(acac)3)和乙酰丙酮衫(Sm(acac)3)前驱体在Rh/SiO2q中引入稀土氧化物CeO2和Sm2O3助剂制备出高分散、抗烧结的Rh-CeO2/SiO2-acac和Rh-Sm2O3/SiO2-acac催化剂,并将所得结果与以硝酸盐为前驱体制备的Rh-CeO2/SiO2-NO3 Rh-Sm2O3/SiO2-NO3进行比较。研究表明,Rh/Si02催化剂经高温焙烧或还原后Rh物种的颗粒出现明显团聚,加入CeO2或Sm2O3作为助剂可显著提高Rh的分散性以及抗高温烧结性能,进而使低负载量(0.025%)的催化剂在POM和DRM反应中表现出了良好的活性和稳定性,反应之后催化剂上的Rh粒子未出现明显团聚,平均粒径保持在~2.6nm。对催化剂制备机理的研究表明,在浸渍过程中,乙酰丙酮化合物主要通过与SiO2表面羟基上的H形成氢键均匀分散于SiO2载体表面。在比表面积约为480 m2/g的SiO2表面,Sm(acac)3的最大单层负载量约为31%,对应于Sm2O3的负载量约为15%。只要Sm(acac)3的负载量低于31%,均可保证焙烧后生成的Sm2O3在SiO2表面呈高分散状态,经800℃焙烧后也不发生团聚。相比之下,以硝酸盐为前驱体制备的Rh-Ce02/SiO2-NO3和Rh-Sm2O3/SiO2-NO3催化剂在POM反应之后出现明显的烧结,从而导致催化剂活性的降低。H2-TPR和XPS测试结果表明,催化剂上Rh2O3的还原峰温随着CeO2或Sm2O3的加入逐渐向高温发生移动,与Rh/SiO2相比,Rh-CeO2/SiO2-acac和Rh-Sm2O3/SiO2-acac的Rh 3d的结合能分别提高了约1.4eV和0.6 eV,说明Rh与助剂CeO2和Sm2O3之间存在强相互作用,进而促进了 Rh物种的分散并保证其在高温反应条件下不被烧结。通过对不同CeO2负载量的CeO2/SiO2样品的H2-TPR图以及H2消耗量的分析发现,CeO2/SiO2-acac样品只有在CeO2的负载量高于15%时才出现体相CeO2物种的还原峰,而CeO2/SiO2-NO3样品在CeO2负载量为5%时就已出现体相CeO2物种的还原峰。在还原温度不高于900 °C的条件下,CeO2/SiO2-acac上的表面CeO2物种可基本被还原为Ce2O3,但体相CeO2物种只有部分被还原,与之相比CeO2/Si02-NO3上的体相CeO2物种较容易被还原,其原因可能与Ce(acac)3分解生成的体相CeO2的晶粒较大有关。