甲烷化催化剂及反应机理的研究进展
甲烷化催化剂及反应机理的研究进展
【摘 要】甲烷化技术的开发是建立在甲烷化催化剂的基础上，文中简单介绍了甲烷化催化剂的各项组成，并展望了甲烷化催化剂的研究进程。
【关键词】甲烷化；催化剂；反应机理
引言
最近几年，石油燃料的利用范围越来越广，石油也面临着枯竭的现状，而工业建设中大量排放的二氧化碳也造成了严峻的生态环境恶化。煤气甲烷化的技术引起人们的高度关注。此技术是借助甲烷化的反应原理，把焦炉煤气中的碳氧化合物（CO+CO2）催化加氢而生成甲烷（CH4）。
1 甲烷化催化剂
1.1 活性组分
上个世纪20年代，就有学者比较了多种金属甲烷化催化活性，研究指出了单位金属表面甲烷化催化活性的一般顺序能够表示成Ru>Ir>Rh>Ni>Co>Os>Pt>Fe>Mo>Pd>Ag。而这么多的金属之中，人们研究的重点主要集中在Ru、Ni、Co以及Fe之中。
Ru具备性质很好的甲烷化催化活性与选择性，是理想化的甲烷化催化剂，可是因为Ru属于稀有金属，价格较高，所以广泛使用性较差。Fe数量众多，价格低廉，一段时间内是研究的重点与热点，可是因为Fe的操作需要在高温环境中进行，在加压情况下容易生成液态烃，并且容易积炭而造成催化剂失活。Co以甲烷化催化剂存在的选择性不高，合成甲烷的过程中也会造成C2出现，同时容易积炭而造成催化剂效果失灵。Ni属于一种性质较好的甲烷化催化活性，各方面选择性都较高，但是因为Ni对硫的敏感性高，所以容易因为中毒而失活，进行催化甲烷化反应的过程中，出现的积炭反应也会造成催化剂失活，并且在一定温度区间内会和CO发生反应而生成Ni（CO）4，流失活性组分。
1.2 载体
因为甲烷化反应时强放热反应，因此对催化剂的热稳定要求极高，载体的选择十分重要。甲烷化催化剂使用较多的载体包括γ-Al2O3、TiO2、ZrO2、SiO2和海泡石等等。
1.3 助剂
催化剂中另外一项重要组成是助剂，虽然实际反应过程中添加的量不多，但是在提升催化剂活性、稳定性、选择性与寿命方面有不可取代的作用。甲烷化反