本技术涉及催化剂制备技术领域,特别是一种Rh-Ni双金属催化剂及其制备方法和应用。通过在镍基催化剂中引入少量贵金属铑,利用铑与镍的协同效应,实现了催化性能的显著提升。该技术利用限域效应,优化了催化剂的活性和选择性,为工业催化提供了新的解决方案。
背景技术
在全球经济扩张与人口膨胀的双重驱动下,能源需求激增,尤其是对传统化石燃料的依赖,已引发资源枯竭与环境恶化的双重危机。特别是二氧化碳与甲烷的排放量剧增,作为温室气体中的主力军,它们对全球气候变暖负有不可推卸的责任。面对这一严峻形势,国际社会正合力探索减少温室气体排放的新路径,并寻求清洁、可持续的能源替代方案。
甲烷干气重整技术(DRM)的兴起,为应对上述挑战开辟了新的视角。该技术创新性地利用通过化学反应将甲烷与二氧化碳这两种温室气体转化为合成气(富含一氧化碳和氢气),这不仅能够直接削减温室气体排放,还能将其转化为高附加值的化学品和液体燃料,如经费托合成工艺制造的燃料,实现了从“废”到“宝”的绿色转化。
然而,DRM技术的广泛应用仍面临重重难关,其核心挑战在于催化剂的稳定性和抗积碳能力的提升。当前,镍基催化剂因其经济性与催化活性受到青睐,但其在实际操作中易遭受金属烧结与积碳的困扰,导致催化剂迅速失效,阻碍了其工业化进程。金属烧结在高温环境下尤为显著,它减少了催化剂的比表面积,使得活性位点聚集,进而削弱了催化效能。而积碳问题则源自甲烷裂解与一氧化碳歧化反应,生成的碳层覆盖在催化剂表面,阻断了反应物与活性位点的接触,加速了催化剂的退化。
相较之下,贵金属催化剂(如铂、钯、铑)展现出卓越的催化活性和抗积碳能力,但其高昂的成本与稀缺性成为制约其大规模应用的瓶颈。因此,亟需开发一种创新策略,既能保留镍基催化剂的经济性,又能显著提升其稳定性与抗积碳性能,或者寻找更加经济高效的贵金属催化剂替代品,以突破DRM技术的现有局限,推动其在全球低碳发展中的广泛应用。
实现思路