用于甲烷二氧化碳重整反应的Ni基催化剂的研究进展

对用于甲烷二氧化碳重整反应的Ni基催化剂的研究进展进行了概述,详细分析了Ni金属结构形态、载体、助剂及制备方法等方面对Ni基催化剂活性、稳定性及抗积碳性能的影响。     

负载型Ni基CO甲烷化催化剂研究进展

负载型Ni基催化剂是应用于CO甲烷化反应的重要催化剂,其金属分散度、活性位结构和化学组成是决定催化剂活性与稳定性的关键因素。综述了金属Ni活性中心结构、载体与助剂对负载型Ni基催化剂甲烷化反应活性和稳定性的影响,在提高催化剂活性的基础上,为开发低成本的负载型Ni基催化剂具有重要意义。     

低温等离子体构筑高效Ni基催化剂进展

Ni基催化剂价格低廉、资源丰富、活性出色,但其抗积炭能力差、易因严重积炭而失活的问题始终是限制其应用的瓶颈,如何提升Ni基催化剂抗积炭能力是学术界和工业界极为关注的问题。低温等离子体因宏观低温、粒子高能的特点而被广泛用于构筑高抗积炭Ni基催化剂。本文介绍了低温等离子体构筑高效Ni基催化剂领域的最新进展,讨论了低温等离子体较低的宏观温度和丰富的高能粒子对载体性质、Ni-载体作用和Ni颗粒特性的影响,分析了低温等离子体所构筑Ni基催化剂具有优异抗积炭能力的原因,提出增加Ni基催化剂制备量、降低低温等离子体耗电量和将低温等离子体与人工智能等技术结合是未来低温等离子体构筑Ni基催化剂领域的主要研究方向。     

Ni与Co催化乙醇制氢研究进展

乙醇制氢具有环保、清洁、可持续等优点,其关键在于选择合适的催化剂。相较于贵金属催化剂而言,Ni与Co基催化剂因其具有成本低且活性高的优点,近年来在乙醇催化制氢中逐渐成为研究热点。然而Ni与Co基催化剂在催化乙醇水蒸气重整制氢的过程中仍存在着稳定性较差、低温催化活性低和使用寿命较短等问题。本文介绍了乙醇制氢的机理,围绕载体的类型及催化剂活性纳米颗粒的合金化改性,综述了近年来Ni与Co基催化剂催化乙醇水蒸气重整制氢的研究现状,总结了提高催化剂性能的方法及措施,并展望了Ni与Co基催化剂未来的发展方向,为颗粒尺寸小且低温催化活性高、稳定性好的Ni与Co基催化剂的制备提供思路。     

Ni基生物质焦油重整催化剂的研究进展

Ni基催化剂对生物质气化过程中生成焦油的催化裂解重整具有较好的催化活性,但在催化反应中存在容易积炭进而失活的现象。如何提高Ni基催化剂的催化活性和抗积炭能力是Ni基催化剂研究中的难点。本文从催化剂的活性组分、载体和助催化剂3个方面入手,详细综述了近几年关于提高Ni基生物质焦油重整催化剂催化活性和抗积炭能力的研究进展,讨论了催化剂的活性组分、载体和助催化剂对催化剂催化活性的影响。指出Ni-Fe、Ni-Co、Ni-Cu催化剂均表现出比Ni基催化剂更好的催化活性,助剂的加入有利于提高吸附剂的抗积炭能力和抗烧结能力;催化剂载体方面,钙钛矿型混合金属氧化物载体、煤焦和生物质焦载体具有较好的研究前景。     

车用甲醇裂解催化剂的研究进展

甲醇是一种理想的发动机代用燃料,具有来源广泛、无污染且价格便宜的优点.介绍了甲醇裂解机理及甲醇裂解催化剂研究现状,甲醇裂解催化剂主要分为Cu基催化剂、Ni基催化剂和贵金属催化剂,对比分析了3种催化剂的优缺点,并对车用甲醇裂解催化剂的研究方向进行了展望.铜系催化剂具有较高的低温活性,添加部分助剂如Ni和Zr等可显著提高催化剂的活性,极大地提高低温选择性,且制备成本相较于贵金属催化剂较低,铜系催化剂作为车用甲醇裂解催化剂具有较好的发展前景.     

过渡金属催化CO还原NO研究进展

工业生产过程中产生的烟气含有大量NO和CO,其排放严重影响人类赖以生存的自然环境。CO选择性催化还原NO技术可实现CO与NO同步脱除，具有良好的应用前景。该技术的关键在于催化剂的开发，本文对近些年过渡金属催化CO还原NO的研究进行了分类与总结，重点介绍了Cu基、Fe基、Ni基过渡金属催化剂的研究进展，分析了催化剂的制备方法、CO-NO反应条件、助剂掺杂对催化剂活性的影响，并分析了O₂影响CO-NO反应的机理，并对未来过渡金属催化CO还原NO领域的研究进行了展望。     

植物油加氢催化剂的研究进展

综述了植物油加氢催化剂的研究现状,介绍了植物油的基本特点以及影响其加氢的因素,表明催化剂是植物油加氢的关键,介绍了不同体系催化剂在植物油加氢中的研究现状,其中重点介绍了Ni基催化剂、Cu基催化剂、Pd基催化剂和Pt基催化剂在植物油加氢行业的研究状况及发展,以及影响催化剂催化活性的因素,催化剂的材料、催化剂载体等。指出植物油加氢催化剂是由贱金属向贵金属、单元体金属向多元体金属以及加强对载体和活性组分负载技术研究的发展趋势。     

共浸法制备高分散Ni/CCA催化剂及顺酐加氢性能

为获得高分散的负载型Ni基催化剂,提高催化剂加氢性能,采用共浸法制备了以炭改性Al2O3为载体(CCA)的Ni基催化剂,采用BET、XRD和H2-TPD对催化剂进行表征,以顺酐液相加氢为探针反应研究催化剂加氢性能。结果表明,通过共浸法同时引入活性组分Ni与炭助剂,经一次焙烧后即可获得活性组分Ni高度分散的负载Ni/CCA催化剂,在顺酐加氢反应中表现出高的γ-丁内酯选择性。     

异丁烷氧化脱氢制异丁烯催化剂研究进展

异丁烯市场的迅猛发展,促使异丁烷氧化脱氢制异丁烯技术得以重视,商业化的Pt基和CrO_x基催化剂存在的不足,使得对新型脱氢催化剂的研究开发成为热点。本文简述了异丁烯市场及发展前景,概述了异丁烷氧化脱氢制异丁烯技术的发展现状,综述了目前文献广泛报道的异丁烷氧化脱氢制异丁烯催化剂的类型(包括MoO_x基、VO_x基、In_2O_3基、Ni基催化剂和单原子催化剂)、活性物种及研究方向,并分析了上述催化剂的优缺点。分析发现,金属氧化物催化剂制备方法传统易行,但产物烯烃收率和稳定性等方面仍待提高,与之相比,单原子催化剂只含有一种活性金属原子,降低了金属负载量的同时提高了其利用率,具有巨大的研究前景。制备方法和实际应用性是未来单原子催化剂的研究重点。     

Ni/Si3N4催化剂在甲烷部分氧化反应中的应用

前期工作表明Ni/Si₃N₄催化剂在甲烷部分氧化反应中有较好的催化活性和很强的抗积炭能力。在前期工作的基础上考察了镍负载量和焙烧温度对Ni/Si₃N₄催化剂在甲烷部分氧化中催化性能的影响,并采用XRD、TPR、XPS等技术对催化剂进行了表征。结果表明,镍负载量和焙烧温度影响催化剂活性组分的表面分布和晶粒尺寸,并进一步影响催化剂的反应性能。在800℃反应条件下,活性组分负载量与CH₄转化率之间的关系为：C-10>C-15>C-5>C-1;而焙烧温度与CH₄转化率大小顺序为：S(400)> S(600)>S(800)。     

载体对Ni基催化剂催化蒽醌加氢活性的影响

研究了载体对Ni基催化剂用于蒽醌法制备H₂O₂加氢活性的影响,同时对比了骨架镍的催化活性,考察Ni负载量对催化剂活性的影响。结果表明,负载在SiO₂上的催化剂比负载在γ-Al₂O₃上的催化活性高,对于Ni/SiO₂催化剂,Ni负载质量分数28.57%～50%时,加氢活性较高,按单位质量纯Ni上H₂O₂产量计算,Ni/SiO₂优于骨架镍催化剂,Ni负载量过高时,加氢活性降低。2-乙基蒽醌在Ni/SiO₂催化剂上的加氢为结构敏感型反应,当Ni在SiO₂的分散度达到约18%时,催化活性较佳。     

Influence of nickel distribution on properties of spherical catalysts for partial oxidation of methane to synthesis gas

Two kinds of Ni/Al₂O₃ catalysts, i.e., eggshell and uniform catalysts, were prepared by impregnation method using acetone and water solution of nickel nitrate, respectively, and their properties were investigated by means of EDS, XRD and TPR. Their catalytic performance in methane partial oxidation (POM) to synthesis gas was also evaluated. Because the partial oxidation of methane is a very fast reaction, the intra-particle diffusion was very remarkable. Due to nickel component distributing in the outer region of particles, the eggshell catalyst had higher effectiveness factor, which resulted in its better catalytic performance than the uniform one.     

Partial oxidation of methane over Ni/Ce-Zro<Subscript>2</Subscript>/θ-Al<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript>

The catalytic behavior of Ni/Ce-ZrO₂/θ-Al₂O₃ has been investigated in the partial oxidation of methane (POM) toward synthesis gas. The catalyst showed high activity and selectivity due to the heat treatment of the support and the promotional effect of Ce-ZrO₂. It is suggested that the support was stabilized through the heat treatment of γ-Al₂O₃ and the precoating of Ce-ZrO₂, on which a protective layer was formed. Moreover, sintering of the catalyst was greatly suppressed for 24 h test. Pulse experiments of CH₄, O₂ and/or CH₄/O₂ with a molar ratio of 2 were systematically performed over fresh, partially reduced and well reduced catalyst. Results indicate that CH₄ can be partially oxidized to CO and H₂ by the reactive oxygen in complex NiO_x species existing over the fresh catalyst. It is demonstrated that POM over Ni/Ce-ZrO₂/θ-Al₂O₃ follows the pyrolysis mechanism, and both the carbonaceous materials from CH₄ decomposition over metallic nickel and the reactive oxygen species present on NiO_x and Ce-ZrO₂ are intermediates for POM.     

载体氧化铝的粒径对对硝基苯酚加氢催化剂Ni/Al2O3的影响

The catalytic hydrogenation of p-nitrophenol to p-aminophenol was investigated over Ni/Al2O3 catalyst on alumina support with different particle size. It is found that support particle size has significant influences on physiochemical properties and catalytic activity of the resulting Ni/Al2O3 catalyst, but little influence on the selec-tivity. At a comparable amount of Ni loading, the catalytic activity of Ni/Al2O3 prepared with alumina support of smaller particle size is lower. The reduction behavior of the catalyst is a key factor in determining the catalytic activity of Ni/Al2O3 catalyst. The supported nickel catalyst 10.3Ni/Al2O3-3 improves the life span of the membrane by reducing fouling on the membrane surface compared to nano-sized nickel.     

载体氧化铝的粒径对对硝基苯酚加氢催化剂Ni/Al2O3的影响

The catalytic hydrogenation ofp-nitrophenol to p-aminophenol was investigated over Ni/Al2O3 catalyst on alumina support with different particle size. It is found that support particle size has significant influences on physiochemical properties and catalytic activity of the resulting Ni/A12O3 catalyst,but little influence on the selectivity. At a comparable amount of Ni loading,the catalytic activity of Ni/Al2O3 prepared with alumina support of smaller particle size is lower. The reduction behavior of the catalyst is a key factor in determining the catalytic activity of Ni/A12O3 catalyst. The supported nickel catalyst 10.3Ni/Al2O3-3 improves the life span of the membrane by reducing fouling on the membrane surface compared to nano-sized nickel.     

新型镍基镁渣催化重整松木热解挥发分焦油析出特性研究

采用过量浸渍法制备了镍基镁渣催化剂，并在小型气流床气化炉上开展了松木热解挥发分的催化重整研究。评估了煅烧/催化温度、镍含量和水碳比对焦油组分的影响，同时在不同煅烧/催化温度下与Ni/γ-Al₂O₃催化剂进行了裂解焦油性能的对比。采用比表面积测试（BET）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对催化剂进行了表征。结果表明，当镍含量为3%，煅烧/催化温度为800℃，水碳比为0.5时，镍基镁渣催化剂表现出最优异的催化裂解焦油能力：大幅度降低了重质多环芳烃的相对含量，并且焦油转化率达到95.69%，同时焦油露点温度降至40.2℃。XRD结果表明，Ni、Fe、Ca、Mg相互作用可以形成多种活性中心，进而协同提高催化剂活性。     

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。     

助剂对Ni/Al2O3催化剂在石油树脂加氢过程中抗硫性能的影响

考察了助剂Mg、Fe和Cu的加入对抑制Ni/Al2O3催化剂中Ni晶粒的增长及加入助剂的催化剂在石油树脂加氢中抗硫性能的影响,结果表明,加入少量助剂能够抑制Ni/Al2O3催化剂中Ni晶粒的长大,同时助剂的加入也有助于催化剂加氢性能的提高,但助剂的加入量也影响催化剂的加氢性能,应根据催化剂性能适当加入剂的量。     

镍基双金属催化剂/活性炭催化聚丙烯成炭及燃烧性能研究

采用燃烧合成法制备了6种镍基双金属催化剂,考察了其与活性炭协同催化聚丙烯成炭及燃烧性能。结果表明,Ni-Al、Ni-Mg双金属催化体系的催化活性优于单一Ni金属,成炭率分别达到43.7%和41.8%,能够形成以碳纳米管为主的致密炭质保护层且能大大降低聚丙烯的热释放速率。Ni-Co催化体系对成炭效果提高不大,但能够改善炭层的结构;Ni-Cu、Ni-Zn、Ni-Fe催化体系对促进PP成炭效果较差。