在1915年，由于其独特的物理和化学性质，高岭土在许多领域中都具有重要的应用，如在医疗上，用于治疗皮肤缺陷、霍乱和抵御细菌，以及在各种工业当中的重要应用(Kaolin in the Treatment of Carriers, Sci.Am. 80 (1915) 151-152). 据统计，1960年，美国造纸业使用了大约100万吨高岭土。从此，对高岭土应用的研究引起了了很多人的兴趣和关注，人们关注的领域主要集中在环境化学当中制造、催化和吸附等过程中废水的处理。由于其良好的机械稳定性、化学电阻率和可观的成本效益, 高岭土被应用于发展低成本的陶瓷膜(Hubadillah.2018, He.2018 Mohtor.2018)。在2012年和2013年，阿约德勒博士的工作证明了高岭土在光辅助芬顿法催化废水中的酚、阿莫西林等难降解污染物的降解和矿化方面具有优良的鲁棒性。 一方面，Wang等人在2018年的工作研究当中，实现了以高岭土为原料制备SAPO-34分子筛，以高岭土为载体制备CuO-ZnO催化剂，然后以CO2和H2直接合成轻烯烃。结果表明，以高岭土为原料合成的SAPO-34分子筛具有层状结构，同时，CuO-ZnO颗粒在高岭土表面分布良好。此外，高岭土载体还提高了轻质烯烃的产率和催化剂的使用寿命(Wang et al.2018)。另一方面，Li等人在2015年的工作中，重点研究了不同改性高岭土(高岭石和高岭石结构)在形貌和表面性质的差异，作为Pd纳米粒子的有效锚定。虽然高岭石通常具有片状和茎状相态，但是在多水高岭土当中管状高岭石相也被观测到。类似地，Tironi等人在2012年研究了高岭土热处理对火山灰活性的影响，结果表明，热力学活化也是很有研究前景和希望的，特别是在不存在酸碱化学活化等“异物”干扰的情况下。
在工程热物理研究所新技术实验室团队的研究中，高岭土经热处理转化为偏高岭土，并探索其作为甲烷干法重整(DMR)镍催化剂的载体的可行性。偏高岭土化实验首先在三种不同的温度(700、800和900℃)下进行，然后加入Ni前体。合成偏高岭土化载镍催化剂(NiMK @T)的过程在位置、相、吸附和还原性等方面都得到了充分的表征。傅里叶变换红外光谱(FTIR)结果显示，随着偏高岭土化温度(MKT)的升高，逐渐发生联合脱羟基和脱铝反应(AleOH)，导致基本位点的丢失(图1)。根据x射线衍射图，高岭土经过偏高岭土化过程，由高度结晶结构转变为非晶结构。温度控制减少的实验结果表明，Ni-MK @ 800具有最高的还原性，因为H2导致CH4具有高的转化率(由图2 XRD图可知)。在Ni-MK @ 700中大尺寸的NiO颗粒和金属载体发生强烈的相互作用。在Ni-MK @900中由于NiO颗粒减小，导致反应所需的金属表面积减小，进而使得DMR反应减弱(如图2)，然而，CO2的转化率仍然高于Ni-MK @ 700，因为MKT越高，AleOH的消失导致基础位点的损失越大。催化剂上的H2 / CO比率遵循了NiMK @ 900> Ni-MK @ 800 >> Ni-MK @ 700的规律，这是由于偏高岭土化过程中CH4和CO2的转化率不一致(如图3所示)。
本项目获得了中国政府国际青年科学家研究基金(资助号51750110512)、马来西亚国油科技大学 (资助中心:0153AAE21)和中国科技部(2017YFA0402800)的资助与支持。在此也对马来西亚彭亨大学化学工程学系陈奎教授和他的团队在测量合成催化剂的催化活性方面提供的帮助表示感谢。