本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种甲烷催化燃烧催化剂及其制备方法。
背景技术：
甲烷是一种具有正四面体分子结构的稳定烃类(c-h键键能413kj/mol)，矿井乏风(vam)存在大量的低浓度甲烷，传统燃烧无法进行，且回收难度大。在石油和煤矿开采的过程中，会存在大量油田伴生气和煤层气，由于受到技术手段的制约，加之在油田及煤矿开采过程中伴生气相对难以控制，很大一部分含低浓度甲烷的油田(或煤层气)伴生气被排空，除此之外，工业驰放气也总会有大量含甲烷的气体排放出来。若将油田伴生气(或煤层气)和工业驰放气中的甲烷气体直接排放到空气中则会造成严重的温室效应(甲烷的温室效应是co2的25倍以上)，因此需要将其通过燃烧转化成温室效应低的co2和h2o。然而，一方面甲烷常规燃烧的可燃浓度约为28％以上，油田伴生气或工业驰放气等含有甲烷的气体中，甲烷浓度较低，不能实现常规燃烧；另一方面甲烷常规燃烧温度高达1600℃，采用传统的燃烧方式会产生较多的nox、co、hc等污染物，并且能源利用率低。因此，为了实现低浓度、低污染与高效的燃烧甲烷，需借助催化燃烧的方法，催化燃烧可以在保证燃烧效率的情况下，降低燃烧温度，减少环境污染，催化燃烧的关键在于寻找一种高温稳定性好、催化活性高的催化剂。
目前，甲烷低温燃烧催化剂通常为将贵金属或贵金属氧化物负载在氧化铝或氧化铈载体上制备而成。以氧化铝为载体的负载型贵金属催化剂在进行甲烷催化燃烧的反应中，甲烷优先被贵金属吸附，随后被贵金属氧化物氧化。然而，在高温催化条件下，贵金属氧化物会分解转化为贵金属单质，导致上述催化剂失活；以氧化铈为载体的负载型贵金属催化剂在进行甲烷催化燃烧的反应中，由于二氧化铈载体能产生较多的氧空位，活化氧气分子转为活性氧物种，因此可提高催化剂中贵金属氧化物的稳定性，避免催化剂在高温条件下的失活。然而，单纯的二氧化铈载体热稳定性较差，高温下也易烧结。
为此，中国专利文献cn103464152a公开了一种尾气净化用催化剂，该催化剂包括氧化铝载钵、负载在氧化铝上的二氧化铈以及负载在二氧化铈表面的贵金属活性组分，上述催化剂中的氧化铝载体和二氧化铈之间相互分散和接触，起到了相互阻隔作用，因此可避免单纯的二氧化铈载体热稳定性差、高温易烧结的缺陷。但由于上述催化剂中的贵金属活性组分分散于二氧化铈的表面上，在甲烷的催化燃烧过程中，一方面，上述贵金属活性组分与二氧化铈的接触面积较小，造成贵金属无法得到充分的氧供给，使得贵金属在反应过程中无法全部维持氧化态，造成催化剂活性组分在高温条件下的稳定性差，同时也降低了催化剂的催化活性；另一方面，由于贵金属无法得到充分的氧供给，使得催化剂活性组分大多以贵金属单质存在，而贵金属单质在高温条件下易迁移团聚烧结而失活，同样造成上述催化剂高温稳定性差、催化剂的催化活性低。此外，上述催化剂以氧化铝为载体，高温下氧化铝载体容易烧结，使其比表面积明显减小，造成负载的活性组分聚集烧结和催化活性下降。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中甲烷催化燃烧催化剂的高温稳定性差、催化剂的催化活性低的缺陷，从而提供一种高温稳定性好、催化活性高的甲烷催化燃烧催化剂，进而提供其制备方法。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：
一种甲烷催化燃烧催化剂，包括载体和负载于所述载体上的活性组分，所述活性组分的外部包覆有为其提供氧空位的包覆层，还包括催化助剂铈锆固溶体。
所述包覆层为金属氧化物层；所述活性组分为贵金属；所述载体为氧化镧改性的氧化铝。
所述金属氧化物层为二氧化铈层。
所述载体、所述活性组分与所述催化助剂的质量比为100：(0.1～3.0)：(2～10)；
所述载体中氧化镧与氧化铝的质量比为(3～10)：100；
所述活性组分与所述包覆层的质量比为(0.5～10)：100。
所述氧化铝为γ-al2o3、κ-al2o3或θ-al2o3中的一种或多种；
所述贵金属为pd、pt或in中的一种或多种。
所述铈锆固溶体通式为cexzr1-xo2，式中0.3≤x≤0.8。
一种制备上述甲烷催化燃烧催化剂的方法，包括如下步骤：
(1)载体的制备
制备可溶性镧盐溶液，并浸渍于氧化铝上，干燥、焙烧得到氧化镧改性的氧化铝载体；
(2)二氧化铈包覆活性组分溶液的制备
向含有贵金属纳米粒子的四氢呋喃溶液中加入疏基酸得到溶液a，而后将上述溶液a加入至醇铈盐的四氢呋喃溶液中得到溶液b，再将烷基酸的四氢呋喃溶液加入至溶液b中得到溶液c；
将四氢呋喃、甲醇与水配成溶液d，在40～60℃恒温条件下将溶液d加入至溶液c中，制得二氧化铈包覆活性组分的溶液；
(3)包覆活性组分的二氧化铈在载体上的负载
在步骤(1)制备得到的载体上浸渍步骤(2)制得的二氧化铈包覆活性组分的溶液，干燥、焙烧，制得催化剂前驱体；
(4)催化助剂在载体上的负载
按催化助剂中铈、锆的摩尔比，称取所需量的铈盐、锆盐和所需摩尔量的尿素溶于去离子水中配成溶液e；
将催化剂前驱体和防沉剂加入至去离子水中进行研磨，得到平均粒度小于15微米的悬浮液f；
将溶液e与悬浮液f混合并进行水热反应，而后收集固相，所述固相经洗涤、干燥、焙烧，即制得甲烷催化燃烧催化剂。
步骤(1)中，所述可溶性镧盐为硝酸镧；所述氧化铝的目数为80～100；所述完成浸渍后的氧化铝的干燥温度为140～160℃，时间为2～4h，焙烧温度为500～900℃，时间为3～5h。
步骤(2)中，所述贵金属纳米粒子平均粒径不大于5纳米；所述疏基酸为巯基丁二酸、巯基十一烷酸、巯基琉琅酸或巯基己酸中的一种或多种；所述醇铈盐为乙烯乙二醇铈盐、异丙醇铈盐、正辛醇铈盐或正癸醇铈盐中的一种或多种；所述烷基酸为月桂酸、肉豆蔻酸或硬脂酸中的一种或多种。
步骤(2)中，以所述溶液d的总质量计，溶液d中水的质量百分比不大于5％，溶液d中甲醇的质量百分比不大于10％，且甲醇和水总质量百分数含量不大于10％；所述干燥温度为110～130℃，时间为6～12h，焙烧温度为500～700℃，时间为2～4h。
步骤(4)中，所述铈盐为硝酸铈或硝酸铈铵；所述锆盐为氧氯化锆、硝酸锆或硝酸氧锆；所述铈盐与所述尿素的摩尔比为1：(3.5～4.5)；所述水热反应是在水热反应釜中进行的，所述水热反应温度为120～180℃，时间为不小于3h；所述干燥温度为110～130℃，时间为6～12h，焙烧温度为500～700℃，时间为2～4h。
本发明的上述技术方案具有如下优点：
(1)本发明所述的甲烷催化燃烧催化剂，包括载体和负载于载体上的活性组分，其中，活性组分的外部包覆有为其提供氧空位的包覆层，该催化剂还包括催化助剂铈锆固溶体，本发明所述的催化剂，一方面，通过将包覆层包覆于活性组分的外部，由此增大了包覆层与活性组分的接触面积，有利于包覆层存储的氧分子及时传递给活性组分，进而使活性组分维持在高价态，由此保持了催化剂活性组分的高温稳定性，再者高价态的活性组分不易迁移团聚，进而也能提高催化剂的催化活性；另一方面，本发明所述的催化剂还包括催化助剂铈锆固溶体，铈锆固溶体能产生更多的氧空位，且能够及时有效的储放氧，同样有利于活性组分维持高价态，从而也能提高催化剂活性组分的高温稳定性；此外，包覆层、铈锆固溶体与载体之间相互分散与接触，起到了相互阻隔作用，抑制了载体的烧结，同时也提高了活性组分的分散度，避免了活性组分的团聚烧结，提高了催化剂高温热稳定性和催化活性，同时延长了催化剂的使用寿命。
(2)本发明所述的甲烷催化燃烧催化剂，其载体采用氧化镧改性的氧化铝，通过在氧化铝中加入氧化镧，使得氧化镧与氧化铝形成复合氧化物和固熔体，缓解和稳态了氧化铝的相变，抑制了氧化铝载体的烧结，同时也提高了活性组分的分散，避免了活性组分的团聚烧结，提高了催化剂高温热稳定性和催化活性，同时延长了催化剂的使用寿命。
(3)本发明所述的甲烷催化燃烧催化剂的制备方法，首先采用浸渍法制备氧化镧改性的氧化铝载体，而后采用可控水解法来制备二氧化铈包覆的负载贵金属活性组分，具体为，通过向贵金属纳米粒子的四氢呋喃溶液中加入疏基酸，由此可实现疏基酸对纳米贵金属粒子的表面改性，以便二氧化铈前驱物醇铈盐能很好的接触并吸附在贵金属粒子表面，接着用烷基酸固化这种前驱结构，并将四氢呋喃、甲醇与水配成的溶液加入至上述前驱结构溶液中，使得醇铈盐水解成二氧化铈后紧密包覆在贵金属粒子的表面，二氧化铈和贵金属粒子的接触面积实现了最大化和均匀分布；接着将二氧化铈包覆的贵金属粒子分散在经镧改性的氧化铝载体上，由于镧改性的氧化铝具有较大的比表面积和高温稳定性，进一步提高了贵金属活性相的分散和稳定性。最后通过水热法在改性氧化铝负载的氧化铈包覆钯纳米粒子的材料表面均匀沉积上一层铈锆固溶体材料，改变了铈铝接触截面，使得氧的存储、释放和传递的性能提高，进而使得贵金属氧化物的再生速率和稳定性提高，由此提高了催化剂的高温稳定性和催化活性。
(4)本发明所述的甲烷催化燃烧催化剂的制备方法，控制负载上包覆有活性组分的二氧化铈后的催化剂和负载催化助剂后的催化剂的焙烧温度均为500～700℃，此时催化剂载体的比表面积均在220m2/g以上，从而保证催化剂载体具有较大的比表面积，缓解和稳态了氧化铝的相变，抑制了氧化铝载体的烧结，同时也提高了贵金属活性组分的分散，避免了活性组分的团聚烧结。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1制备的甲烷催化燃烧催化剂微结构示意图；
其中，附图标记如下所示：
1-氧化铝；2-氧化镧粒子；3-铈锆固溶体粒子；4-氧化铈包覆层；5-贵金属纳米粒子。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供的甲烷催化燃烧催化剂的制备方法包括如下步骤：
(1)载体的制备
称取18.7gla(no3)3·6h2o溶于160ml去离子水中配成溶液，然后称取200g目数为90目的γ-al2o3，测其吸水率为80％，将上述溶液用等量浸渍法浸渍γ-al2o3，而后收集固相，所述固相经150℃干燥3h、600℃焙烧4h，即为氧化镧改性的氧化铝载体(la2o3/al2o3)，上述载体中氧化镧与氧化铝的质量比为6：100；
(2)二氧化铈包覆活性组分溶液的制备
取2g平均粒径为2纳米的贵金属钯粒子，并将其溶于50ml四氢呋喃溶液中，向上述钯粒子的四氢呋喃溶液中加入2.05g的巯基十一烷酸后得到溶液a，取55.6g的正癸醇铈盐并将其溶于100ml四氢呋喃溶液，而后将上述溶液a加入至正癸醇铈盐的四氢呋喃溶液中得到溶液b；取1g月桂酸并将其溶于50ml四氢呋喃呋喃溶液中，再将月桂酸的四氢呋喃溶液加入至溶液b中得到溶液c；
将106ml四氢呋喃、5ml甲醇与1ml水配成溶液d，在50℃恒温条件下将溶液d加入至溶液c中，制得二氧化铈包覆活性组分的溶液，上述二氧化铈包覆活性组分的溶液中，活性组分与二氧化铈的质量比为3：100；
(3)包覆活性组分的二氧化铈在载体上的负载
取100g步骤(1)制备得到的载体(la2o3/al2o3)浸渍于步骤(2)制得的二氧化铈包覆活性组分的溶液中，而后收集固相，所述固相经甲醇、水各洗涤3次，120℃干燥8h、600℃焙烧3h，制得催化剂前驱体(ceo2/pd)/(la2o3/al2o3)；
(4)催化助剂在载体上的负载
取9.30g硝酸铈铵、5.46g氧氯化锆和3.88g的尿素溶于100ml去离子水中配成溶液e；
取95g催化剂前驱体和0.5g防沉剂加入至200ml去离子水中进行研磨，得到平均粒度小于15微米的悬浮液f；
将溶液e与悬浮液f混合并在150℃进行水热反应3.2h，而后收集固相，所述固相经洗涤、120℃干燥8h、600℃焙烧3h，即制得甲烷催化燃烧催化剂a((ce0.5zr0.5o2)/[(ceo2/pd)/(la2o3/al2o3)]-600，式中600表示负载催化助剂后的焙烧温度)。
在本实施例中，甲烷催化燃烧催化剂中的载体、贵金属钯与铈锆固溶体的质量比为100：1.5：7。
实施例2
本实施例提供的甲烷催化燃烧催化剂的制备方法包括如下步骤：
(1)载体的制备
称取16.7gla(no3)3·6h2o溶于160ml去离子水中配成溶液，然后称取200g目数为100目的κ-al2o3，测其吸水率为80％，将上述溶液用等量浸渍法浸渍κ-al2o3，而后收集固相，所述固相经140℃干燥4h、900℃焙烧3h，即为氧化镧改性的氧化铝载体(la2o3/al2o3)，上述载体中氧化镧与氧化铝的质量比为3：100；
(2)二氧化铈包覆活性组分溶液的制备
取2g平均粒径为3纳米的贵金属铂粒子，并将其溶于50ml四氢呋喃溶液中，向上述铂粒子的四氢呋喃溶液中加入1.41g的巯基丁二酸后得到溶液a，取55.35g的正辛醇铈盐并将其溶于100ml四氢呋喃溶液，而后将上述溶液a加入至正辛醇铈盐的四氢呋喃溶液中得到溶液b；取1.14g肉豆蔻酸并将其溶于50ml四氢呋喃呋喃溶液中，再将肉豆蔻酸的四氢呋喃溶液加入至溶液b中得到溶液c；
将106ml四氢呋喃、5ml甲醇与1ml水配成溶液d，在40℃恒温条件下将溶液d加入至溶液c中，制得二氧化铈包覆活性组分的溶液，上述二氧化铈包覆活性组分的溶液中，活性组分与二氧化铈的质量比为10：100；
(3)包覆活性组分的二氧化铈在载体上的负载
取100g步骤(1)制备得到的载体(la2o3/al2o3)浸渍于步骤(2)制得的二氧化铈包覆活性组分的溶液中，而后收集固相，所述固相经甲醇、水各洗涤3次，110℃干燥12h、700℃焙烧2h，制得催化剂前驱体(ceo2/pt)/(la2o3/al2o3)；
(4)催化助剂在载体上的负载
取9.30g硝酸铈铵、7.05g氧氯化锆和3.56g的尿素溶于100ml去离子水中配成溶液e；
取95g催化剂前驱体和0.5g防沉剂加入至200ml去离子水中进行研磨，得到平均粒度小于15微米的悬浮液f；
将溶液e与悬浮液f混合并在180℃进行水热反应3.5h，而后收集固相，所述固相经洗涤、110℃干燥12h、500℃焙烧4h，即制得甲烷催化燃烧催化剂b((ce0.3zr0.7o2)/[(ceo2/pd)/(la2o3/al2o3)]-500，式中500表示负载催化助剂后的焙烧温度)。
在本实施例中，甲烷催化燃烧催化剂中的载体、贵金属钯与铈锆固溶体的质量比为100：0.1：10。
实施例3
本实施例提供的甲烷催化燃烧催化剂的制备方法包括如下步骤：
(1)载体的制备
称取18.7gla(no3)3·6h2o溶于160ml去离子水中配成溶液，然后称取200g目数为80目的θ-al2o3，测其吸水率为80％，将上述溶液用等量浸渍法浸渍θ-al2o3，而后收集固相，所述固相经160℃干燥2h、500℃焙烧5h，即为氧化镧改性的氧化铝载体(la2o3/al2o3)，上述载体中氧化镧与氧化铝的质量比为10：100；
(2)二氧化铈包覆活性组分溶液的制备
取2g平均粒径为1纳米的贵金属铟粒子，并将其溶于50ml四氢呋喃溶液中，向上述铟粒子的四氢呋喃溶液中加入1.39g的巯基己酸后得到溶液a，取37.2g的异丙醇铈盐并将其溶于100ml四氢呋喃溶液，而后将上述溶液a加入至异丙醇铈盐的四氢呋喃溶液中得到溶液b；取1.42g硬脂酸并将其溶于50ml四氢呋喃呋喃溶液中，再将硬脂酸的四氢呋喃溶液加入至溶液b中得到溶液c；
将106ml四氢呋喃、5ml甲醇与1ml水配成溶液d，在50℃恒温条件下将溶液d加入至溶液c中，制得二氧化铈包覆活性组分的溶液，上述二氧化铈包覆活性组分的溶液中，活性组分与二氧化铈的质量比为0.5：100；
(3)包覆活性组分的二氧化铈在载体上的负载
取100g步骤(1)制备得到的载体(la2o3/al2o3)浸渍于步骤(2)制得的二氧化铈包覆活性组分的溶液中，而后收集固相，所述固相经甲醇、水各洗涤3次，130℃干燥6h、500℃焙烧4h，制得催化剂前驱体(ceo2/pd)/(la2o3/al2o3)；
(4)催化助剂在载体上的负载
取9.30g硝酸铈铵、5.46g氧氯化锆和4.58g的尿素溶于100ml去离子水中配成溶液e；
取95g催化剂前驱体和0.5g防沉剂加入至200ml去离子水中进行研磨，得到平均粒度小于15微米的悬浮液f；
将溶液e与悬浮液f混合并在150℃进行水热反应4h，而后收集固相，所述固相经洗涤、130℃干燥6h、700℃焙烧2h，即制得甲烷催化燃烧催化剂c((ce0.8zr0.2o2)/[(ceo2/pd)/(la2o3/al2o3)]-700，式中700表示负载催化助剂后的焙烧温度)。
在本实施例中，甲烷催化燃烧催化剂中的载体、贵金属钯与铈锆固溶体的质量比为100：3.0：2。
对比例1
本对比例提供的甲烷催化燃烧催化剂的制备方法与实施例1的制备方法的区别仅在于，将实施例1制备得到的甲烷催化燃烧催化剂a继续在1050℃下焙烧20小时得到催化剂a1((ce0.5zr0.5o2)/[(ceo2/pd)/(la2o3/al2o3)]-600/1050，式中1050表示将实施例1制得的催化剂继续在1050℃焙烧)。
对比例2
本对比例提供的甲烷催化燃烧催化剂的制备方法与实施例1的制备方法的区别仅在于，省去实施例1中催化助剂在载体上负载的步骤(即省去实施例1中的步骤(4))，得到催化剂b1((ceo2/pd)/(la2o3/al2o3)-600，式中600表示负载上包覆有活性组分的二氧化铈后的催化剂的焙烧温度)。
对比例3
本对比例提供的甲烷催化燃烧催化剂的制备方法是将对比例2制得的催化剂b1继续在1050℃下焙烧20小时得到催化剂b2((ceo2/pd)/(la2o3/al2o3)-600/1050，式中1050表示将对比例2制得的催化剂b1继续在1050℃焙烧)。
对比例4
本对比例提供的甲烷催化燃烧催化剂的制备方法包括如下步骤：
(1)载体的制备
称取18.7gla(no3)3·6h2o溶于160ml去离子水中配成溶液，然后称取200g目数为90目的γ-al2o3，测其吸水率为80％，将上述溶液用等量浸渍法浸渍γ-al2o3，而后收集固相，所述固相经150℃干燥3h、600℃焙烧4h，即为氧化镧改性的氧化铝载体(la2o3/al2o3)，上述载体中氧化镧与氧化铝的质量比为6：100；
(2)取2g平均粒径为2纳米的贵金属钯粒子，并将其溶于50ml四氢呋喃溶液中，向上述钯粒子的四氢呋喃溶液中加入2.05g的巯基十一烷酸和50ml水后得到溶液a；
(3)取100g步骤(1)制备得到的载体(la2o3/al2o3)浸渍于步骤(2)制得的溶液中，而后收集固相，所述固相经甲醇、水各洗涤3次，120℃干燥8h、600℃焙烧3h，制得催化剂c1(pd/(la2o3/al2o3)-600，式中600表示负载上活性组分钯后催化剂的焙烧温度)。
对比例5
本对比例提供的甲烷催化燃烧催化剂的制备方法是将对比例4制得的催化剂c1继续在1050℃下焙烧20小时得到催化剂c2(pd/(la2o3/al2o3)-600/1050，式中1050表示将对比例4制得的催化剂c1继续在1050℃下焙烧)。
对比例6
本对比例提供的甲烷催化燃烧催化剂的制备方法包括如下步骤：
(1)取2g平均粒径为2纳米的贵金属钯粒子用去离子水配成80ml的溶液；
(2)取100g目数为90目的γ-al2o3，加入至步骤(1)的溶液中，而后于120℃干燥12h、600℃焙烧3h得到催化剂d1(pd/al2o3-600，式中600表示负载活性组分钯后催化剂的焙烧温度)。
对比例7
本对比例提供的甲烷催化燃烧催化剂的制备方法是将对比例6制得的催化剂d1继续在1050℃下焙烧20小时得到催化剂d2(pd/al2o3-600/1050，式中1050表示将对比例6制得的催化剂d1继续在1050℃下焙烧)。
对比例8
本对比例提供的甲烷催化燃烧催化剂的制备方法包括如下步骤：
(1)取55.2g的al(no3)3·9h2o，用去离子水配成350ml溶液a，取7ml氨水并溶于350ml去离子水中配成溶液b，将a溶液缓慢加入到b溶液中，加料完毕，ph值控制在8.5左右，陈化12h，离心洗涤后，获得氧化铝前驱物c；
(2)取23.9g(nh4)2ce(no3)6和6.3g尿素溶于700ml去离子水中得溶液d，将d溶液加入到水热反应釜中，水热反应3小时后取出，离心洗涤后，得到氧化铈的前驱物e；
(3)取0.075g的pd(no3)3、0.15g柠檬酸铵与0.15g聚乙烯吡咯烷酮溶于去离子水中配成溶液f，将氧化铈的前驱物e加入至溶液f中，搅拌均匀后，移至水热反应釜中，水热反应3h后取出，离心洗涤后，得到贵金属/氧化铈的前驱物g。
(4)将获得的前驱物c和前驱物g加去离子水混合成700ml溶液h，将h移至水热反应釜中，水热反应3h后取出，离心洗涤后，干燥12h，600℃焙烧2h，得到催化剂e1(pd/ceo2/al2o3-600)，此催化剂中贵金属活性组分负载在二氧化铈的表面上。
实验例
采用连续流动微反应器来评价本发明实施例1-3及对比例1-8制得的催化剂对甲烷的催化燃烧性能，称取实施例1-3及对比例1-8制得的催化剂各100mg，以u型石英管作为反应器，进行ch4+2o2→co2+2h2o反应活性测定，具体测定条件为：空速sv为10000h-1·g-1，总流量为100ml/min，配制ch4浓度为3.0％(v)，o2浓度为8％(v)，其余为n2的混合气，从100℃开始每隔50℃测一个点，直至甲烷转化率大于90％以上。尾气中ch4的浓度由岛津gc-14c型气相色谱仪(fid检测器)监测。催化剂对ch4的转化效率用下式来计算：r＝(c0-c1)/c0×100％，r为ch4的转化率，c0为入口处的反应气ch4浓度，c1为出口反应气ch4的浓度，用ch4转化50％和90％的温度即t50、t90来评价催化剂的活性。
表1实施例1-3及对比例1-8制得的催化剂在不同温度下催化甲烷燃烧的转化率
由表1可以看出，(1)在达到相同的甲烷转化率时，实施例1-3制得的催化剂具有更低的甲烷燃烧温度，这也说明了实施例1-3制得的催化剂的高温热稳定性较好、催化活性较高；(2)催化剂a1、b2、c2和d2的甲烷燃烧温度均较高，这说明高温焙烧(大于1000℃)时，催化剂易烧结，从而降低了催化剂的催化活性，而本发明将焙烧温度控制在500～700℃，缓解和稳态了氧化铝的相变，抑制了氧化铝载体的烧结，同时也提高了贵金属活性组分的分散，避免了活性组分的团聚烧结，提高了催化剂的高温热稳定性和催化活性；(3)实施例1-3制得的催化剂的催化活性比没有铈锆固溶体负载的催化剂的甲烷燃烧温度低，同时比直接用钯负载的氧化镧改性的氧化铝的催化剂的甲烷燃烧温度低，这也说明了本发明的催化剂的高温热稳定好、催化活性高；(4)对比例8制得的催化剂e1相对于本发明实施例1-3制得的催化剂而言，e1具有更高的甲烷燃烧温度，这也说明了将活性组分用氧化铈包覆后制得的催化剂对甲烷的催化活性更好。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。