近年來，天然氣作為一種清潔、環(huán)保的能源，在各個(gè)方面得到越來越廣泛的應(yīng)用。但到目前為止，天然氣催化燃燒并未實(shí)現(xiàn)真正的產(chǎn)業(yè)化，限制其應(yīng)用的技術(shù)瓶頸是催化劑的性能還沒有達(dá)到實(shí)用化的要求。天然氣中含量最多的甲烷是最穩(wěn)定的碳?xì)浠衔�，難以活化。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)天然氣燃燒催化劑的研究開發(fā)工作主要集中在兩個(gè)方面：一、對(duì)于低溫甲烷催化燃燒，以提高催化劑的活性為首要目的。貴金屬在烴類的完全燃燒方面有不可比擬的優(yōu)越性，其中Pd催化劑對(duì)甲烷的活性最高。對(duì)于擔(dān)載型貴金屬催化劑制備對(duì)載體要求有大的比表面和合適的孔結(jié)構(gòu)，以達(dá)到活性相的良好分散，提高催化劑的活性。二、對(duì)于高溫甲烷催化燃燒，研究工作主要集中在開發(fā)新的復(fù)合氧化物體系催化劑，主要是研究開發(fā)高溫穩(wěn)定的大比表面復(fù)合氧化物，特別是稀土（復(fù)合）氧化物。具有合適孔道（中孔）的大比表面復(fù)合氧化物體系催化劑，更有利于系統(tǒng)的傳質(zhì)和傳熱，從而提高燃燒效率。
稀土（復(fù)合）氧化物作為一種催化材料。它在許多催化劑尤其環(huán)境保護(hù)中有著廣泛的應(yīng)用，稀土氧化物的加入可以大大提高催化材料的活性、使用壽命和耐熱穩(wěn)定性。通過多年來國(guó)內(nèi)外有關(guān)稀土氧化物催化劑結(jié)構(gòu)和性能的研究，一般認(rèn)為稀土（復(fù)合）氧化物主要有以下幾個(gè)方面的作用：
1、提高催化劑的耐熱性能；
2、影響其他（金屬）活性相的分散與結(jié)構(gòu)；
3、易形成表面空位以及缺陷以提高儲(chǔ)放氧能力。
目前天然氣催化燃燒對(duì)稀土（復(fù)合）氧化物材料提出了更高的要求，它必須具備如下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）高的比表面；（2）發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，特別是中孔結(jié)構(gòu)；（3）高的耐熱性能；（4）高的儲(chǔ)放氧能力。其中儲(chǔ)放氧能力、熱穩(wěn)定性又與表面孔隙結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。由此可看出，開發(fā)大比表面并具有合適孔道結(jié)構(gòu)（特別是中孔）的稀土復(fù)合氧化物材料，對(duì)甲烷燃燒催化材料具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。
目前催化用稀土復(fù)合氧化物材料制備，采用的主要方法是鹽類分解法和沉淀法。鹽類分解法制備的稀土氧化物比表面低、孔結(jié)構(gòu)不規(guī)則，而且耐熱穩(wěn)定性差，但其制備工藝相對(duì)簡(jiǎn)單。沉淀法研制的稀土氧化物比表面較高，一般在60~150m2/g之間，且耐熱性能較好，但孔結(jié)構(gòu)不易控制。近年來國(guó)際上有關(guān)中孔分子篩和穩(wěn)定的中孔氧化物的合成引起了人們的極大的關(guān)注，取得了一些有實(shí)際意義結(jié)果。模板劑法是新近發(fā)展起來的，已應(yīng)用于中孔分子篩和過渡金屬氧化物孔材料的合成。其原理是制備過程通過引入模板劑，使氧化物沉淀有序排列，經(jīng)處理形成規(guī)則的孔結(jié)構(gòu)。該方法的技術(shù)特點(diǎn)是所制備的氧化物穩(wěn)定性高、比表面大、孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)且易于控制。高壓蒸煮法是將反應(yīng)物漿料放入高壓釜中在較高溫度和壓力下，進(jìn)行反應(yīng)，該方法對(duì)復(fù)合氧化物具有擴(kuò)孔作用，大大提高比表面積。在對(duì)鈰鋯復(fù)合氧化物制備實(shí)驗(yàn)上采用了此方法，效果明顯。
隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)，天然氣作為最清潔的礦物燃料必將在我國(guó)得到廣泛的應(yīng)用。作為一種環(huán)境友好的過程，天然氣催化燃燒技術(shù)受到廣泛的關(guān)注。具有特殊孔結(jié)構(gòu)的大表面積稀土（復(fù)合）氧化物由于其具有高的熱穩(wěn)定性和反應(yīng)活性，可直接作為高溫天然氣燃燒催化劑。當(dāng)然我國(guó)的天然氣市場(chǎng)尚處于起步階段，應(yīng)用技術(shù)相對(duì)落后。若能在天然氣催化燃燒用催化劑的關(guān)鍵技術(shù)上形成突破，必將在天然氣的應(yīng)用方面實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，從而在天然氣發(fā)電、工業(yè)用熱源和動(dòng)力、清潔燃?xì)馄嚒⒁约凹彝ビ萌季叩确矫娴玫窖杆俚膽?yīng)用。
稀土（復(fù)合）氧化物作為一種催化材料。它在許多催化劑尤其環(huán)境保護(hù)中有著廣泛的應(yīng)用，稀土氧化物的加入可以大大提高催化材料的活性、使用壽命和耐熱穩(wěn)定性。通過多年來國(guó)內(nèi)外有關(guān)稀土氧化物催化劑結(jié)構(gòu)和性能的研究，一般認(rèn)為稀土（復(fù)合）氧化物主要有以下幾個(gè)方面的作用：
1、提高催化劑的耐熱性能；
2、影響其他（金屬）活性相的分散與結(jié)構(gòu)；
3、易形成表面空位以及缺陷以提高儲(chǔ)放氧能力。
目前天然氣催化燃燒對(duì)稀土（復(fù)合）氧化物材料提出了更高的要求，它必須具備如下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）高的比表面；（2）發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，特別是中孔結(jié)構(gòu)；（3）高的耐熱性能；（4）高的儲(chǔ)放氧能力。其中儲(chǔ)放氧能力、熱穩(wěn)定性又與表面孔隙結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。由此可看出，開發(fā)大比表面并具有合適孔道結(jié)構(gòu)（特別是中孔）的稀土復(fù)合氧化物材料，對(duì)甲烷燃燒催化材料具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。
目前催化用稀土復(fù)合氧化物材料制備，采用的主要方法是鹽類分解法和沉淀法。鹽類分解法制備的稀土氧化物比表面低、孔結(jié)構(gòu)不規(guī)則，而且耐熱穩(wěn)定性差，但其制備工藝相對(duì)簡(jiǎn)單。沉淀法研制的稀土氧化物比表面較高，一般在60~150m2/g之間，且耐熱性能較好，但孔結(jié)構(gòu)不易控制。近年來國(guó)際上有關(guān)中孔分子篩和穩(wěn)定的中孔氧化物的合成引起了人們的極大的關(guān)注，取得了一些有實(shí)際意義結(jié)果。模板劑法是新近發(fā)展起來的，已應(yīng)用于中孔分子篩和過渡金屬氧化物孔材料的合成。其原理是制備過程通過引入模板劑，使氧化物沉淀有序排列，經(jīng)處理形成規(guī)則的孔結(jié)構(gòu)。該方法的技術(shù)特點(diǎn)是所制備的氧化物穩(wěn)定性高、比表面大、孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)且易于控制。高壓蒸煮法是將反應(yīng)物漿料放入高壓釜中在較高溫度和壓力下，進(jìn)行反應(yīng)，該方法對(duì)復(fù)合氧化物具有擴(kuò)孔作用，大大提高比表面積。在對(duì)鈰鋯復(fù)合氧化物制備實(shí)驗(yàn)上采用了此方法，效果明顯。
隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)，天然氣作為最清潔的礦物燃料必將在我國(guó)得到廣泛的應(yīng)用。作為一種環(huán)境友好的過程，天然氣催化燃燒技術(shù)受到廣泛的關(guān)注。具有特殊孔結(jié)構(gòu)的大表面積稀土（復(fù)合）氧化物由于其具有高的熱穩(wěn)定性和反應(yīng)活性，可直接作為高溫天然氣燃燒催化劑。當(dāng)然我國(guó)的天然氣市場(chǎng)尚處于起步階段，應(yīng)用技術(shù)相對(duì)落后。若能在天然氣催化燃燒用催化劑的關(guān)鍵技術(shù)上形成突破，必將在天然氣的應(yīng)用方面實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，從而在天然氣發(fā)電、工業(yè)用熱源和動(dòng)力、清潔燃?xì)馄嚒⒁约凹彝ビ萌季叩确矫娴玫窖杆俚膽?yīng)用。
