甲烷干重整抗失活镍基催化剂研究进展

甲烷干重整(DRM)可实现甲烷(CH4)和CO2的直接转化利用,降低天然气脱碳的能耗和成本,同时实现CO2的资源化利用,对碳减排和富含CO2的天然气的资源化利用具有重要意义.镍(Ni)基催化剂是DRM反应中被广泛使用的催化剂,但因DRM反应为强吸热反应,需要在高温条件下进行,使得催化剂往往存在活性金属烧结和表面积炭的问题.围绕DRM反应过程中Ni基催化剂失活的问题,阐述了DRM反应机理以及积炭和烧结的形成原因,从双活性金属、制备方法、催化剂助剂和特殊前体等方面探讨了设计抗烧结和抗积炭的Ni基催化剂的方法.分析发现:强金属载体作用力可以有效地抑制活性金属烧结,增强催化剂表面氧数量并减少积炭的发生.最后对DRM面临的挑战和机遇进行了展望.