Co负载量对Co/TiO2催化CO2甲烷化性能影响

采用沉淀-沉积法制备出Co负载量为w(Co)=10%、15%、20%和25%的Co/TiO2催化剂（w为质量分数），并用于CO2甲烷化反应。通过XRD、TEM、N2吸附-脱附、H2程序升温还原(H2-TPR)和CO2程序升温脱附(CO2-TPD)对催化剂进行了表征与测试。结果表明，Co负载量的增加影响了催化剂的Co3O4晶粒尺寸、比表面积、孔径以及催化剂的还原性能，且Co物种与TiO2载体发生了强相互作用。其中Co负载量为w(Co)=20%的Co/TiO2催化剂的Co颗粒尺寸约为8 nm，比表面积及孔径分别为40.9 m2/g和6.96 nm，且Co分散度达10.1%，从而更有利于CO2甲烷化反应。此外，w(Co)=20%的Co/TiO2催化剂表面具有最大的中强碱位量（28 μmol/g），从而可活化更多的CO2。活性测试结果表明，当反应条件为温度400 ℃、压力0.5 MPa、原料气空速3600 mL/(gcat？h)、V(H2)/V(CO2)=4时，w(Co)=20%的Co/TiO2催化剂的活性最好，其CO2转化率和CH4选择性可分别达到69.9%和98.3%，且在20 h内保持稳定