甲烷空气催化部分氧化制含氮合成气的研究

采用常规的浸渍法制备了镍基催化剂和经过镧改性的镍基催化剂,研究了甲烷催化部分氧化制备含氮合成气的催化功能,结果说明,镍含量在8％时催化活性达到最好,同时加入镧进行改性后催化剂的活性和选择性有所提高;该催化剂对甲烷空气催化部分氧化制合成气在常压下具有较高的转化率,随压力升高,转化率明显下降,并且积极严重,通过向体系加入H2O和CO2可以提高加压条件下甲烷的转化率并抑制催化剂积碳,还可以获得H2／CO接近2的合成气,满足合成液体燃料的要求。     

煤层气甲烷部分氧化与CO_2耦合重整制合成气

采用共沉淀法制备Ni-ZrO2和Ni-Ce-ZrO2催化剂,并用BET、XRD和TPR技术对催化剂进行了表征。研究了催化剂在煤层甲烷部分氧化与CO2耦合重整制合成气反应中的催化性能;考察了反应温度和原料气组成对反应的影响。实验结果表明,Ni-Ce-ZrO2催化剂在反应温度800℃、常压、空速52200 mL.h-1.g-1、CH4/CO2/O2/N2=1/0.8/0.2/0.8的条件下,CH4转化率为92%,CO2转化率为82%,生成合成气n(H2)/n(CO)=1,在100小时试验中催化剂的稳定性良好。     

Ni／Oa—α-Al2O3催化剂上甲烷部分氧化制合成气的研究

用共沉淀法制备了Ni/Ca-α-Al2O3催化剂,采用XRD、H2-TPR和活性评价等研究方法,考察了CaO助剂对Ni/Ca-α-Al2O3催化荆物化性质和甲烷部分氧化制合成气反应性能的影响.实验结果表明,CaO能抑制NiAl2O4尖晶石的形成,并且增强Ni物种与载体的相互作用.同时,适量的CaO助荆可以提高Ni物种在催化剂中分散度,并提高其有效利用率,改性后的催化剂在甲烷部分氧化反应中显示出较好的反应性能.     

非催化加压甲烷部分氧化制合成气

考察了非催化条件下,温度、压力和进气配比对甲烷部分氧化制合成气的影响,结果表明：甲烷的转化率随温度的升高,压力的增加,进气中氧的增加而增加;产物中合成气含量随温度的升高而增加,最高达81％以上;随着温度的升高,产物中H2／CO存在极值,在本实验的研究范围内,最大可达1．8;进气中氧增多,产物中H2／CO减小;温度升高,或压力增大,CO2的选择性也随之提高．对CO选择性的正交分析表明,进气配比对CO选择性影响最大,压力次之,温度的影响最小．     

LiLaNiO_x/γ-Al_2O_3催化剂上甲烷加压部分氧化制合成气

考察LiLaNiO_x/γ—Al_2O_3催化剂对甲烷加压[(0.2～1.0)MPa]部分氧化制合成气反应的催化性能。结果表明,LiLaNiO_x/γ—Al_2O_3催化剂具有优良的甲烷部分氧化催化性能,在850℃和1.0 MPa条件下,甲烷转化率和CO选择性分别达76.2%和82.5%。在100 h连续实验中,反应活性及选择性保持不变,显示出较高的催化稳定性。采用XRD、XPS和TG—DTA方法对反应前后催化剂的晶体结构、表面性能以及抗积炭性能进行表征,结果表明,LiLaNiO_x/γ-Al_2O_3催化剂具有较高的结构稳定性和抗积炭性能。     

ZrO2-Al2O3复合载体对镍基催化剂甲烷化性能的影响

采用分步浸渍法制备了不同ZrO2载量的Ni/ZrO2-Al2O3催化剂,利用N2物理吸附、X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、H2程序升温脱附(H2-TPD)、程序升温氧化(TPO)等手段对催化剂的结构进行表征,并考察了其在低H2/CO比(H2/CO约为1)下CO甲烷化的催化性能。结果表明,ZrO2助剂可削弱NiO与载体Al2O3间的相互作用,抑制镍铝尖晶石的生成。适量ZrO2的引入有助于提高活性组分Ni的还原度和分散度,对催化剂的甲烷化性能有促进作用。通过分析反应后催化剂上的积炭性质,发现ZrO2的加入能有效地抑制低活性碳物种的生成,提高催化剂的抗积炭能力,从而改善催化剂的稳定性。     

改性镍基催化剂催化增强次氯酸钠氧化性的性能研究

次氯酸钠具有强氧化性，但因性能极不稳定，大大降低了其氧化性能的利用率。采用混捏法制备改性的镍基催化剂催化氧化次氯酸钠，生成的原子氧具有极强的活性，特别是在次氯酸钠浓度不高时，可大大提高次氯酸钠的氧化性能和利用率。采用混捏法制备的改性镍基催化剂用于催化分解次氯酸钠产生活性氧。通过FT-IR、SEM和BET等方法对催化剂的物化性能及催化性能进行了研究，考察了改性镍基催化剂催化分解次氯酸钠溶液反应动力学和活性氯的变化情况。结果表明，添加Fe₂O₃的镍基催化剂具有较高的活性，在改性镍基催化剂作用下，反应活化能大大降低，次氯酸钠活性氯的转化率达到90％以上。在初步处理有机废水的实验中，COD的去除率达到92.5。     

耐硫甲烷化催化剂的研究

煤制天然气采用耐硫甲烷化催化剂,减小了反应设备体积,对节省投资和降低能耗有积极意义。采用等体积浸渍法制备系列Mo-Ni/γ-Al2O3耐硫甲烷化催化剂,并对催化剂活性及耐硫性进行评价,考察浸渍液中不同Co和W元素添加量对催化剂活性的影响。结果表明,耐硫甲烷化催化剂活性中心MoS2和WS2的生成有利于提高CO转化率和CH4选择性,促进合成气生成CH4,Co的添加不利于提高催化剂的CO转化率和CH4选择性,而W元素的添加有利于提高催化剂的CO转化率和CH4选择性。在反应温度550℃、压力2 MPa和空速1 800 h-1条件下,n（H2）∶n（CO）=1∶1时,CO转化率为64.24%,CH4选择性为52.00%。n（H2）∶n（CO）=3∶1时,CO转化率为77.90%,CH4选择性为68.41%。     

沉淀剂对SrCO_3/La_2O_2CO_3上低温甲烷氧化偶联反应的影响及反应中的热点效应

用共沉淀法制备了系列SrCO3/La2O2CO3催化剂,制备中沉淀剂的选择影响催化剂的物理化学性质,并最终决定其在低温甲烷氧化偶联(OCM)中的催化性能,其中以n(NaOH)∶n(Na2CO3)=2∶1的NaOH/Na2CO3为复合沉淀剂效果最好,对应的催化剂中检测到两种La2O2CO3的组分,分别为四方晶相的(Ⅰ-)和六方晶相的(Ⅱ-)La2O2CO3。这两种晶相的共存为OCM的低温反应提供所需要的活性位。助剂SrCO3抑制了甲烷的过度氧化,提高了C2的选择性。所得到的最佳催化剂能在100℃炉温下维持OCM反应至少24 h,使CH4转化率达25.6%,C2选择性达43.4%。伴随OCM的甲烷氧化生成COx的副反应产生的热点效应为OCM温和反应提供了热源。     

反应条件对产物中CO/H2的影响

1 前言 CH4、CO2和O2催化氧化重整制合成气具有合理利用能量、节省能耗、减少积炭、并可在一定范围内调节合成气的CO/H2等优点.我们在前期工作的基础上,考察了浸渍法制备的12%Ni-5%Ge/Al2O3(wt)催化剂在不同工艺条件下催化性能及CO/H2的变化,并给出了影响CO/H2变化的原因.