六铝酸盐CaMAl_(11)O_(19-δ)催化二氧化碳重整甲烷制合成气反应研究

通过过渡金属M(M=Fe、Co、Ni、Mn和Cu)的晶格取代作用,制备了一系列具有磁铅石结构的六铝酸盐复合金属氧化物催化剂CaMAl11O19-δ,并通过XRD、XPS和TPR等技术对催化剂的结构和性质进行了表征。结果表明,这类物质的还原性和催化活性与六铝酸盐的晶体结构和晶格中过渡金属性质密切相关。其中Ni取代六铝酸盐CaNiAl11O19-δ表现出较高催化活性和稳定性,在780℃反应2h,CH4和CO2转化率分别达93.4%和91.2%,没有发现活性组分烧结和催化剂失活,其它过渡金属取代催化剂活性均低于CaNiAl11O19-δ,过渡金属活性顺序为Ni>>Co>Fe>Mn>Cu。     

甲烷燃烧六铝酸盐LaCu_xAl_(12-x)O_(19-δ)催化剂的制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了系列金属铜取代六铝酸盐LaCuxAl12-xO19-δ催化剂,用XRD、BET、SEM、TEM等手段对其结构和性能进行了表征,并考察了其催化甲烷燃烧反应性能。结果表明,Cu取代六铝酸盐LaCuxAl12-xO19-δ对甲烷燃烧具有很高的催化活性和稳定性,活性最好的催化剂为LaCu2.0Al10.0O19-δ,其催化甲烷燃烧的起燃(T10%)温度仅为410℃。     

镍调变六铝酸盐LaNi_yAl_(12-y)O_(19-δ)催化甲烷部分氧化制合成气的研究

采用高温焙烧硝酸盐氧化物分解法,通过同晶取代作用,把过渡金属活性组分镍镶嵌在六铝酸盐晶体的晶格中,制备了一系列镍调变六铝酸盐复合氧化物LaNi_yAl_(12-y)O_(19-δ)催化剂,通过XRD、TPR、XPS等手段,考察了镍调变六铝酸盐LaNi_yAl_(12-y)O_(19-δ)的体相结构、氢还原性、表面性质和对甲烷部分氧化制合成气反应催化活性。六铝酸盐LaNiAl_(11)O_(19-δ)的体相结构在经过900℃还原前后基本保持不变,基于结合能数据和TPR实验可推断Ni的价态为Ni~(2+),且调变镍本身的价态不随其调变量的改变而改变。实验表明,还原六铝酸盐LaNi_yAl_(12-y)O_(19-δ)展示了良好的催化活性,在500～800℃反应温度范围内,甲烷和氧气的转化率随温度的升高而迅速增大,当870℃时,甲烷和氧气的转化率均可达到100%。在相同反应条件下,对不同调变量镍催化剂,其催化活性随镍调变量(y值)的增大而提高。该法制得的六铝酸盐催化剂在甲烷部分氧化制合成气反应中具有良好的稳定性和催化活性,并具有很好的应用前景。     

反相微乳法制备二甲醚燃烧催化剂LaMAl11O19-δ的研究

在正庚烷、曲拉通、正辛醇和水按一定比例组成的反相微乳体系中制备了六铝酸盐LaMAl11 O19-δ(M=Ni、Cu、Co、Mn和Fe),并采用XRD对该催化剂的晶相进行分析,考察不同焙烧时间和引入不同金属离子对催化剂晶相结构和热稳定性的影响.结果表明,La作为镜面离子的六铝酸盐催化剂LaMAl11 O19-δ的最佳焙烧条件是1 050℃焙烧4 h,Mn和Fe作为活性组分掺入的六铝酸盐具有较好的热稳定性.进一步考察催化剂LaMAl11 O19-δ对二甲醚催化燃烧反应.结果表明,催化剂LaMAl11 O19-δ产生了催化活性,使二甲醚起燃温度和完全燃烧转化温度均比没加催化剂时降低,起燃温度为170℃,430℃时有90%的燃烧转化率.研究还对反相微乳液的回收利用进行了初步探讨,在回收的反相微乳液中制备的催化剂依然有较好的热稳定性和催化活性.     

反相微乳法制备二甲醚燃烧催化剂LaMAl11O19-δ的研究

在正庚烷、曲拉通、正辛醇和水按一定比例组成的反相微乳体系中制备了六铝酸盐LaMAl11O19-δ（M=Ni、Cu、Co、Mn和Fe）,并采用XRD对该催化剂的晶相进行分析,考察不同焙烧时间和引入不同金属离子对催化剂晶相结构和热稳定性的影响。结果表明,La作为镜面离子的六铝酸盐催化剂LaMAl11O19-δ的最佳焙烧条件是1050℃焙烧4h,Mn和Fe作为活性组分掺入的六铝酸盐具有较好的热稳定性。进一步考察催化剂LaMAl11O19-δ对二甲醚催化燃烧反应。结果表明,催化剂LaMAl11O19-δ产生了催化活性,使二甲醚起燃温度和完全燃烧转化温度均比没加催化剂时降低,起燃温度为170℃,430℃时有90％的燃烧转化率。研究还对反相微乳液的回收利用进行了初步探讨,在回收的反相微乳液中制备的催化剂依然有较好的热稳定性和催化活性。     

制备方法对BaAl_(12)O_(19-α)催化剂结构和甲烷催化燃烧活性的影响

采用反相微乳液法、普通氨水共沉淀法制备BaAl12O19-α六铝酸盐催化剂及其中的Al3+部分被Mn2+取代的BaMnAl11O19-α催化剂,研究了合成方法、Mn2+取代部分Al3+对催化剂晶相结构、比表面积、粒径以及甲烷催化活性的影响。结果表明,反相微乳液法制备的催化剂经1200℃焙烧后更有利于形成六铝酸盐晶相,且具有粒径小、比表面积大、甲烷催化活性高的特点。与BaAl12O19-α相比,BaMnAl11O19-α催化剂具有更高的比表面积(42.87m2/g)和更优异的催化活性,起燃温度T10%为473℃,T90%为668℃。     

六铝酸盐SrMAl11O19—δ催化剂上CO2重整甲烷制合成气反应研究

制备了一系列六铝酸盐ＳｒＭＡｌ１１Ｏ１９－δ催化剂。并通过ＸＲＤ、ＸＰＳ、ＴＰＲ和ＴＧＡ等实验技术对催化剂的结构和性能进行了表征。结果表明,这类物质的还原性和对二氧化碳重整甲烷制合成气反应催化活性与其结构和晶格中过渡金属Ｍ的性质密切相关。在７８０℃反应２ｈ,六铝酸盐ＳｒＮｉＡＬ１１Ｏ１９－δ表现出最高的催化活性和稳定性,ＣＨ４和Ｃ论率分别保持夺９５．０％和９３．４％以上,其它过渡金属Ｍ取代六铝酸盐     

La取代对甲烷燃烧催化剂钡铁六铝酸盐性能促进作用的研究

用碳酸铵水溶液共沉淀法制备Ba1-xLaxFeAl11O19-δ六铝酸盐型催化剂,以甲烷燃烧为探针反应考察催化剂的氧化活性.甲烷催化燃烧的结果表明,La部分取代Ba可以提高催化剂的甲烷燃烧活性,随La取代量的增加,催化剂的起燃温度发生规律性变化,镧、钡之间存在最佳配比,其中活性最好的催化剂为Ba0.2La0.8FeAl11O19-δ,其催化甲烷燃烧的起燃温度仅有495℃(V(CH4)/V(O2)/V(N2)=1/4/95).XRD和SEM结果表明,不同含量镧搀杂的材料经1200℃/5h焙烧呈现典型的六铝酸盐结构特征,不同温度的焙烧实验表明,搀杂镧能够促进六铝酸盐相的形成.Diffuse UV-Vis表征催化剂结构中铁呈+3价,DiffuseUV-Vis和FTIR表征结果表明,Ba、La、Fe之间存在协同作用.     

CeO2对担载Ni催化剂的CH4与CO2重整反应活性的影响

考察了担载Ni催化剂在CH4 CO2重整反应中的催化活性,发现Ni/Al2O3的初活性较高,但随反应温度的升高而下降;Ni/CeO2具有较高的CH4转化活性,且随反应温度的升高变化不大,但对CO2的活性很低;Ni/TiO2对CH4及CO2的活性均很差。CeO2的加入对反应活性及其抗积炭性能有显著的影响。1023K反应40h后的寿命实验结果表明,Ni/CeO2/Al2O3催化剂不仅具有很高的CH4及CO2转化活性(转化率分别为96%和86%),而且显示出良好的抗积炭性能(积炭量2 4mg/g cat/h);而Ni/CeO2/TiO2的反应活性甚至不及Ni/TiO2。选用不同的Ni盐,反应活性亦有较大差异。以硝酸镍、醋酸镍及硝酸六氨合镍为前体制备的Ni/CeO2/Al2O3催化剂初活性较高,且不易积炭;以氯化镍为前体制备的Ni催化剂虽然初活性较高,但积炭量也高;而以硫酸镍为前体制备的Ni催化剂活性很差。     

六铝酸盐CaMAl11O19—δ催化二氧化碳重整甲烷制合成？…

通过过渡金属Ｍ（Ｍ＝Ｆｅ,Ｃｏ,Ｎｉ,Ｍｎ和Ｃｕ）的晶格取代作用,制备了一系列具有磁吉构的六铝酸盐复合金属氧化物催化剂ＣａＭＡｌ１１Ｏ１９－δ并通过ＸＲＤ,ＸＰＳ和ＴＰＲ等技术对催化剂的结构和性质进行了表征,结果表明,这些物质的还原性和催化活性与六铝酸盐的晶体结构和晶格中过渡金属性质密切相关,其中Ｎｉ取代六铝酸盐ＣａＮｉＡｌ１１Ｏ１９－δ表现出较高催化活性和稳定性,在７８０℃反应２ｈＣＨ４和ＣＯ２     

溶剂对溶胶-凝胶法制备LaMnFe2Al9O19催化剂的影响

摘要 用溶胶凝胶法制备六铝酸盐催化剂LaMnFe2Al9O19，通过BET、XPS、XRD等技术，对催化剂的结构和性质进行了研究，主要考察了在制备过程中不同的醇做溶剂对催化剂结构及其甲烷催化燃烧活性的影响。结果表明：不同醇做溶剂所制备的催化剂LaMnFe2Al9O19 在1200℃焙烧后都可以形成完整的六铝酸盐晶型，且具有较高高温稳定性。同时对于催化剂的的催化性能也有较大的影响，用异丙醇做溶剂所得催化剂的催化活性最高，并保持了较大的比表面积。     

Mg/Al比对CH_4-CO_2重整制合成气Mg(Ni,Al)O复合氧化物催化剂性能的影响

通过焙烧由共沉淀法制备的类水滑石化合物(HTLcs)前驱体,制备了一系列不同n(Mg)/n(Al)比(0.5,1,2和3)的Mg(Ni,Al)O复合氧化物催化剂。将该催化剂用于甲烷二氧化碳重整反应(CRM)中,并考查了Mg/Al比对催化剂活性的影响。借助XRD, BET,H_2-TPR, CO_2-TPD以及O_2-TPO等表征手段研究催化剂结构和催化性能之间的关系。结果表明催化剂的催化活性和抗积炭性能与Mg/Al比有关。高Mg/Al比的催化剂表现出较好的催化活性和抗积炭性能,而当n(Mg)/n(Al)=1时催化剂的催化的活性和稳定性最佳,且催化剂表面生成的积炭量最少。MgAl_2O_4和MgO共存使催化剂具有强的金属与载体作用力,适当的CO_2吸附能力,这导致催化剂具有较好的催化活性和较强的抗积炭能力。     

Mn掺杂对LaFeMn_xAl_(11-x)O_(19)结构及其催化甲烷燃烧的影响

采用溶胶-凝胶法制备了同时掺杂Fe和Mn系列的六铝酸盐催化剂LaFeMnxAl11-xO19(x=0,0.5,1,2,3,4,5),通过X射线衍射、BET比表面积测定、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和程序升温还原技术对催化剂的结构进行了表征,考察了Mn掺杂量对催化剂结构及甲烷催化燃烧活性的影响。实验结果表明,LaFeMnxAl11-xO19催化剂在1 200℃焙烧后可形成完整的六铝酸盐晶型,同时具有较高的催化性能和高温稳定性。当Fe含量不变时,Mn掺杂量对催化剂的活性有较大的影响,掺杂Mn使催化剂的活性明显提高,但掺杂过量Mn后催化剂的活性又有所降低。其中LaFeMnAl10O19催化剂具有较大的比表面积(16.3m2/g)和较高的催化活性,起燃温度T10为497℃,完全转化温度为T90为701℃。     

反应条件下的水蒸气处理对复合氧化物催化剂甲烷催化燃烧的影响

对水热法制备的LaMnAl11O19-α（LMA）催化剂和微乳液法制备的Ce0.5Ba0.5MnAl11O19-α（CBMA）催化剂进行了100h的甲烷催化燃烧活性试验,考察了反应条件下的水蒸气处理对催化剂的结构和甲烷催化燃烧活性的影响。结果表明：反应条件下的水蒸气处理促进了水热法制备的LMA催化剂中的六铝酸盐相晶粒长大,比表面积降低,从而引起活性下降。对微乳液法制备的CBMA催化剂,反应条件下的水蒸气处理使得催化剂中的γ-Al2O3转化为α-Al2O3从而引起比表面积的大幅度降低,但催化活性没有出现明显变化,仍保持着较高的甲烷燃烧活性。     

金属螯合凝胶法制备六铝酸盐催化剂的研究及其甲烷燃烧活性的研究

利用金属螯合凝胶法分别采用柠檬酸、蔗糖、纤维素和葡萄糖做为螯合剂制备六铝酸盐复合氧化物LaMnAl11o19,通过XRD、BET、XPS技术考察了不同螯合剂对催化剂结构及反应性能的影响。结果表明用金属螯合凝胶法制备催化剂经过1200cI=灼烧可以形成完整的六铝酸盐晶相,其中用蔗糖做螯合剂所制备的催化剂LaMnAl11o19,在甲烷燃烧过程中具有较高的催化活性。该催化剂在800℃下进行100h稳定性试验,催化活性仍能够保持稳定。     

Ba调变六铝酸盐的结构和性能表征

通过Ba调变制备了一系列六铝酸盐催化剂LaxBa1-xNiAl11O19-δ,并通过XRD,XPS,TPR,TEM,BET和TGA等技术对催化剂的结构,性质和对甲烷二氧化碳重整制合成气反应的催化性能以及催化剂表面积炭情况进行了表征,结果表明,Ba调变后六铝酸盐的微观结构有所变化,但Ba调变对催化剂的性质和催化性能均无明显影响,该系列六铝酸盐都具有较好的催化活性以及较高的抗烧结和抗积炭性能,是甲烷二氧化碳重整制合成气反应选择氧化的良好催化剂。     

掺杂金属的六铝酸盐催化甲烷燃烧性能研究

采用共沉淀法制备了六铝酸盐催化剂CeCoAl_(11)O_(19),通过测试催化剂的活性,研究了焙烧温度和掺杂金属离子对其催化燃烧性能的影响。研究表明,1 200℃焙烧温度制得的六铝酸盐催化剂表现出较好的催化活性;掺杂金属离子可明显提高其催化活性;Mn~(2+)的半径与Al~(3+)半径比较接近,易于进入六铝酸盐骨架并促进六铝酸盐的形成,掺杂Mn~(2+)的催化剂表现出更高的催化活性。活性最高的催化剂是在1 200℃焙烧下混合掺杂Co、Mn制得的CeCoMnAl_(10)O_(19)。     

Ce02对担载Ni催化剂的CH4与C02重整反应活性的影响

考察了担载Ni催化剂在CH4-CO2重整反应中的催化活性，发现Ni/Al2O3的初活性较高，但随反应温度的升高而下降；Ni/CeO2具有较高的CH4转化活性，且随反应温度的升高变化不大，但对CO2的活性很低；Ni/TiO2对CH4及CO2的活性均很差，CeO2的加入对反应活性及其抗积炭性能有显著的影响。1023K反应40h后的寿命实验结果表明，Ni/CeO2/Al2O3催化剂不仅具有很高的CH4及CO2转化活性(转化率分别为96％和86％)，而且显示出良好的抗积炭性能(积炭量2．4mg／gcat/h)；而Ni／CeO2/TiO2的反应活性甚至不及Ni/TiO2。选用不同的Ni盐，反应活性亦有较大差异。以硝酸镍、醋酸镍及硝酸六氨合镍为前体制备的Ni/CeO2/Al2O3催化剂初活性较高，且不易积炭；以氯化镍为前体制备的Ni催化剂虽然初活性较同，但积炭量也高；而以硫酸镍为前体制备的Ni催化剂活性很差。     

Cu-Ni双金属催化剂的XPS研究

采用XPS方法研究了以不同方式引入Ni的Cu Ni/Al2 O3 双金属催化剂的表面结构及不同处理条件对催化剂表面结构的影响。发现催化剂表面存在表面铝酸盐物种 ,且Ni的存在会促进表面铝酸盐物种的生成。催化剂经H2 还原处理或经CO2 加氢反应后均要发生表面重构。Ni的存在会影响表面重构过程从而影响催化剂的活性和选择性 ,在所研究的含Ni催化剂上 ,CO2 加氢反应经历了生成双齿表面吸附中间物的过程。     

CH4和CO2制合成气抗积碳催化剂的研制

通过固定床流动反应装置研究了金属负载型催化剂对甲烷，二氧化碳转化制合成气的催化活性，考察了催化剂活性组分，载体，助剂以及反应条件等合成气生成量的影响。发现负载型Ni/Al2O3催化剂对甲烷，二氧化碳转化有高催化活性。实验表明，当γ－Al2O3作载体，镍金属为活性组分，担载量8．5％（wt),MgO助剂2％，CeO2助剂3％时为抗积碳催化剂最佳组成。