Page 129 - 《精细化工》2022年第6期
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第 6 期 吴 勇，等: Ni 改性 Mo 2 C/γ-Al 2 O 3 催化剂在逆水气变换反应中的应用 ·1195·
物种分散性更好，并提高了与 CO 2 的接触面积进而提 88.69%降为 86.09%，有轻微的失活现象，这可能是
高了反应的活性。此外，催化剂上由于 N 物种的存在， MCAS 表面出现了积炭 [35-36] 。Ni 改性后的 MNCAS
CO 中间物种相对较强地吸附在了碱性位点上，通过 催化剂在 CO 2 转化率和 CH 4 选择性上具有很好的稳
进一步的氢化转化为 CH 4。450 ℃时，MNCAS-8 和 定性。其中，MNCAS-10 的 CO 2 转化率在 33.0%左
MNCAS-10 的 CH 4 选择性分别比 400 ℃时下降了 右，CH 4 选择性也保持在 54.0%左右。MNCAS-8 的
13.54%和 10.82%。与 NA 相比，MNCAS 催化剂的 CO 2 转化率稳定在 25.6%左右，而 CH 4 选择性从
CH 4 选择性有所降低，这是因为，Ni 表面带的正电荷 63.23%提高到了 66.17%，说明 MNCAS 催化剂中
也会在一定程度上促进 CO 的生成，但在 550 ℃时， Ni 3 Mo 3 N 的活性组分更有利于甲烷化反应。
MNCAS 催化剂仍保持着较高的 CH 4 选择性，高于 经过 720 min 的稳定实验后，MNCAS-8（Ni
NA 的 CH 4 选择性。Ni 改性的后的 MNCAS 催化剂 的实际负载量为 4.12%）和 MNCAS-10（Ni 的实际
可以改善 H 2 在 MCAS 催化剂上的吸附和解离。 负载量为 3.94%）两种催化剂仍表现出较好的催化
2.2.2 不同催化剂的稳定性分析 剂活性和稳定性。对反应后的 MNCAS-8 催化剂进
按照 1.5 节的实验方法对 MCAS、MNCAS-8 和 行了 SEM 和 TEM 的分析，结果如图 10 所示。
MNCAS-10 催化剂进行了稳定性测试，结果如图 9
所示。
a—反应前的 SEM 图；b、c—反应后的 SEM 和 TEM 图；d—
HRTEM 图
图 10 反应后 MNCAS-8 的 SEM 和 TEM 图
Fig. 10 SEM and TEM images of MNCAS-8 after reaction
对比图 10a、b 可以看出，经过 720 min 的稳定
性实验后，催化剂的结构稳定，未发现颗粒烧结，
仍呈现出有规则的球形颗粒和少量的片状组织结
构。同时，如图 10c 所示，从 TEM 图同样看到，
Ni 物种以 25~40 nm 的纳米粒子形式分散在载体表
面，未出现团聚现象，也无积炭出现。图 10d 同样
出现了 Ni 3 Mo 3 N 的 0.27 nm 的晶格间距，说明此催
化剂具有良好的稳定性。
3 结论
通过简单的程序升温炭化法制备了 MCAS 及
MNCAS 催化剂，此类催化剂的 CO 2 转化率随反应
温度的升高，均呈现上升趋势。其中 MCAS 催化剂
在反应温度为 550 ℃时 CO 2 转化率最高，达到了
40.16%。同时，此催化剂在反应温度较低的 300 ℃
a—CO 2 转化率；b—CO 选择性；c—CH 4 选择性
时，表现出较高的 CO 选择性，达到 93.87%。经
图 9 不同催化剂的稳定性
Fig. 9 Stability of different catalysts Ni 改性后的催化剂 MNCAS 的 CO 2 转化率和 CH 4
由图 9 可见，MCAS 催化剂的 CO 2 转化率稳定 选择性均有所提高，而 CO 的选择性明显降低。其
在 22.0%左右，CO 选择性在 720 min 后从开始时的 中 MNCAS-8 的 CO 2 转化率为 44.81%，300 ℃时
