37、可持续钢铁生产过程中催化剂与减排策略的探讨

可持续钢铁生产过程中催化剂与减排策略的探讨

1. 催化剂在甲烷化反应中的应用

在甲烷化反应中，不同催化剂展现出了各异的性能。
- 10Ni - 10Co/Al₂O₃催化剂 ：在300 - 350 °C的温度区间内，能实现接近平衡的转化率，且对CH₄的选择性达到100%。在350 °C下进行200小时的稳定性测试，该催化剂未表现出失活迹象，CH₄选择性也未降低。
- Ni/λ - Al₂O₃催化剂 ：2019年，Guilera等人通过湿浸渍法研究了一系列金属氧化物（CeO₂、La₂O₃、Sm₂O₃、Y₂O₃和ZrO₂）促进的Ni/λ - Al₂O₃催化剂，其中Ni含量为25%，氧化物含量为15%。氧化物的添加使催化剂的表面积和孔体积减小，但提高了Ni的分散性和还原性。含La₂O₃和CeO₂的催化剂具有适度的碱性位点，促进了Ni活性的提高，在300 °C时CO₂转化率超过90%。

2. 催化剂载体的选择

载体在甲烷化催化剂的制备中起着至关重要的作用，它影响着催化剂的多种性能，如表面积、孔隙率、酸碱位点、金属相的分散性、热稳定性以及活性相与载体之间的相互作用，进而可能提高催化活性。常用的载体包括金属氧化物（如Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、CeO₂、TiO₂和ZnO），以及沸石和水滑石等材料。
|载体|特点|
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|Al₂O₃|表面积大，孔隙易接近，相对惰性且价格低廉。催化中最常用的氧化铝过渡相是γ - Al₂O₃，其酸性可能影响催化剂性能。|
|SiO₂|相对惰性，表面积大，无相变。|

不同载体负载