CeO2-Al2O3复合载体负载Ni基催化剂催化COx共甲烷化性能

通过浸渍沉淀法分别制备Ni/Al₂O₃、Ni/CeO₂和Ni/CeO₂-Al₂O₃催化剂,并对其分别进行不同CO/CO₂比例下COx共甲烷化性能评价。发现Ni/Al₂O₃催化剂催化CO转化为CH4的能力明显高于Ni/CeO₂,而催化CO₂甲烷化的性能则相反。采用Ni/CeO₂-Al₂O₃催化剂,可以在提高CO转化率的同时而不降低CO₂转化率。结合BET、XRD、TPR、TPD和原位红外等各种表征手段,发现CeO₂掺杂虽然降低了催化剂的比表面积和金属Ni的分散度,但却可明显提高其吸附活化CO₂的能力,这主要是由于具有较高含量氧空位的CeO₂的掺杂可以提高载体表面碱性位,促使共甲烷过程中CO_...     

铝铈助剂对镍基甲烷化催化剂性能的影响

用沉淀法制备了镍基甲烷化催化剂,采用X-射线衍射、氢气程序升温还原和扫描电镜等技术对合成催化剂进行了表征.结果表明,铝助剂对形成微球状催化剂有较大的促进作用,铝铈助剂对镍基催化剂的还原有明显的促进作用,铈助剂大幅提高了催化剂的抗积碳能力.复合催化剂的催化活性明显高于单一催化剂.     

载体及助剂对镍基甲烷化催化剂稳定性的影响

利用等体积浸渍法在γ-Al2O3表面负载活性组分NiO及ZrO2和MoO3等助剂,通过在H2/CO=1,GHSV=24000h-1等极端条件考察Ni基催化剂的抗积碳和抗硫的性能。实验结果表明,高比表面积载体和适量的ZrO2可以提高催化剂的高温稳定性和抗积碳能力,助剂MoO3对催化剂的活性和抗硫性均有明显的改善作用。     

助剂对煤基合成气甲烷化反应用镍基催化剂的促进作用

助剂促进的合成气甲烷化反应用镍基催化剂具有反应活性高、使用寿命长以及甲烷选择性高等优点,被广泛应用于煤基合成气甲烷化制替代天然气反应中。本文重点介绍了贵金属、碱土金属、稀土金属以及过渡金属助剂等对活性镍基催化剂的分散度、还原度、双金属合金协同效应、镍基催化剂结构稳定性及其对合成气甲烷化反应速率和产物选择性的影响。较系统地分析了这些助剂改性镍基催化剂的作用机制。提出了非贵金属助剂以及复合助剂将是合成气甲烷化用镍基催化剂助剂研发的发展方向,旨在为煤基合成气制替代天然气甲烷化催化剂的研发提供借鉴和参考。     

MgO、La2O3对Ni-Fe双金属甲烷化催化剂催化性能的影响

对不同含量 NiO 和 Fe₂O₃活性组分、不同含量 MgO、La₂O₃助剂系列催化剂进行等体积浸渍,在固定床微型反应装置中进行催化性能研究,结果表明,当活性组分配比为 8 % Ni-2 % Fe 时,CO 转化率达 90.07 %,CH₄选择性为 97.34 %;当 MgO 添加量为 2wt%时,CO 转化率在反应温度 530 ℃时达到最大值 95.98 %,CH₄选择性随温度的升高在 390 ℃和 550 ℃出现有两个极大值分别为 96.43%和 94.52 %;当 La₂O₃添加量为 2 wt%时,在反应温度 440 ℃和 530 ℃时 CH₄选择性分别为 98.72 %和 97.74 %,而 CO 转化率在 500 ℃最好,达到 94.41 %;催化剂表征添加助剂 MgO 不仅能缩小孔径提高其比表面积,还增加了活性组分在载体表面的分散性。     

Mn、Ce助剂对Ni基催化剂甲烷化性能的影响

采用等体积浸渍法制备了Ni/Al2O3、2Mn-Ni/Al2O3、2Ce-Ni/Al2O3和2Mn-2Ce-Ni/Al2O3催化剂.利用XRD、H2-TPR、BET、H2-化学吸附、CO2-TPD等对催化剂进行表征.结果表明,Mn和Ce作为双金属助剂具有协同效应,显著减弱Ni与载体的相互作用,提高活性金属的分散度和表面...     

Ce助剂对Ni/SiO2催化剂CO甲烷化活性的促进作用

采用等体积浸渍法制备了Ni/SiO2和Ni - Ce/SiO2催化剂,在连续流动微反装置上考察了催化剂的CO甲烷化催化活性.通过N2物理吸附、XRD、H2 - TPR、H2 - TPD、CO - TPD和H2 -TPSR手段对催化剂进行表征.结果表明,少量Ce助剂的添加促进了镍物种的分散和还原,使催化剂活性比表面积增加...     

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。     

助剂MgO对CO甲烷化Ni-Al2O3催化剂结构和性能影响

采用溶液燃烧法制备CO甲烷化Ni基催化剂,考察了助剂MgO添加量对Ni-Al_2O_3催化剂结构和性能的影响,并初步探讨了MgO添加量-催化剂结构-CO甲烷化性能的构效关系。结果显示,质量分数6%MgO添加量的催化剂具有适宜的MgO晶体含量、适当的还原温度和较高的比表面积,其CO转化率、CH_4选择性和收率分别高达99%,97%和94.5%。寿命实验表明:在24 h反应时间内,质量分数6%MgO添加量的催化剂CO转化率和CH_4选择性分别高达97%和95%以上,表现出较高的活性、选择性和稳定性。     

介质阻挡放电等离子体处理载体对CO甲烷化Ni/SiO2催化剂性能的改进

以经介质阻挡放电等离子体处理的SiO₂为载体,用浸渍法制备了Ni/SiO₂催化剂,并进行了CO甲烷化反应评价。与载体未经处理的常规Ni/SiO₂催化剂相比,载体经处理的催化剂在400℃下的CO与H₂转化率均提高了约6%,且在经700℃烧结6 h后,活性仍高于常规催化剂。XRD、TEM和H₂-TPR结果表明,载体经处理的催化剂,Ni颗粒粒径更小、粒径分布更集中,Ni与SiO₂之间的相互作用更强,证明等离子体处理使SiO₂更有利于促进Ni的分散。     

ZrO2-Al2O3复合载体负载Ni基催化剂COx甲烷化性能

采用浸渍和粉末压片的方法制备了两种ZrO₂-Al₂O₃复合载体并用于负载Ni基催化剂,并利用氮气等温物理吸附、X射线粉末衍射（XRD）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等分析手段对催化剂物化性质进行表征,考察了ZrO₂-Al₂O₃复合载体制备方法及ZrO₂的引入对Ni基催化剂在CO、CO₂和CO-CO₂共存的3种体系下甲烷化反应活性的影响。材料表征和活性测试结果表明,在CO甲烷化体系中,与单一Al₂O₃载体相比,引入ZrO₂的复合载体能有效提高催化剂中Ni物种的分散度从而增强CO甲烷化过程中催化剂活性,且粉末压片法较浸渍法制备的复合载体能有效提高催化剂的还原度,降低还原温度,但前者会大大降低催化剂的比表面积;在CO₂甲烷化体系中,当载体形貌和制备方法相同时,载体的变化对催化剂活性的影响较小,CO₂转化率主要受到制备方法不同引起的物理性质如比表面积变化的影响;在CO-CO₂共存体系中,由于CO在竞争吸附中比CO₂更容易占据活性位点,所以呈现出优先进行CO甲烷化再进行CO₂甲烷化、CO₂的含量先增多后减少的规律。     

煤制天然气甲烷化催化剂及机理的研究进展

煤制天然气技术是将高碳能源转化为富氢、低碳能源的有效途径,发展以煤为原料、将合成气通过甲烷化反应制备天然气是今后煤清洁利用的重要途径。介绍了国内外煤制天然气的研究现状和甲烷化反应在煤制天然气中的应用。阐述了近年来CO、CO₂甲烷化催化剂中几种常见的氧化物负载型Ni基催化剂载体(Al₂O₃、ZrO₂、SiO₂、TiO₂)和催化剂助剂的制备方法以及化学结构特点,分析了一些新型催化剂载体（MWCNT、SiC、LaFeO₃）、贵金属催化剂、非晶态合金催化剂、钙钛矿催化剂的研究现状和制备方法对催化剂催化性能的影响。分别对因高温烧结、催化剂中毒和催化剂积炭在工业上引起的甲烷化催化剂失活进行分析,并提出催化剂的改进方法。阐述CO甲烷化反应的次甲基机理、表面碳机理和变换-甲院化反应机理;近年来CO₂甲烷化反应机理尽管一直存在分歧,但在催化过程中生成含碳中间物种的理论已被认同。今后甲烷化催化剂的研究方向包括开发新型甲烷化催化剂（低温催化剂、催化剂掺杂改性）、新型复合载体、抗硫催化剂（钼、钨催化剂）以及开发甲烷化新工艺和进一步深入探索甲烷化反应机理。     

尿素燃烧法制备镍基甲烷化催化剂及其催化反应性能

以拟薄水铝石、硝酸镍以及镁、钴、镧和铁的硝酸盐为原料,尿素为燃烧剂,采用尿素燃烧法制备系列镍基(以及含助剂)甲烷化催化剂。通过XRD和BET等对催化剂结构进行表征,采用固定床反应器评价催化剂的合成气甲烷化催化反应性能,考察Ni含量、尿素与原料质量比、焙烧温度和不同助剂等对催化剂结构和性能的影响,评价催化剂的稳定性。结果表明,Ni O质量分数为7.5%~44.8%时,采用尿素燃烧法均可制备γ-Al2O3为载体的镍基甲烷化催化剂,最佳制备条件为:尿素与原料质量比3∶1,焙烧温度450℃,燃烧时间40 min。26.1%Ni O/γ-Al2O3催化剂表现出较好的催化性能,在230℃和常压条件下,CO转化率和CH4选择性分别达99.5%和98.3%。26.1%Ni O-2.6%La2O3/γ-Al2O3催化剂在(230~700)℃经过多次升降反应温度和1 460 h的长周期稳定性测试,表现出较好的稳定性和耐热冲击性能。     

钼基耐硫甲烷化催化剂放大制备

采用共沉淀法对铈铝复合载体进行放大制备,考察制得的复合载体成型后负载Mo基催化剂的放大制备效应。结果表明,催化剂进行逐级放大制备过程中,CO转化率略降,放大效应不大。对催化剂进行表征发现,小试制备的载体酸强度略高于放大制备的载体酸强度,说明Al的不饱和配位键较多,更加有利于活性组分的负载和CO的吸附。另外,与小试制备催化剂相比,催化剂放大制备后,MoO_3颗粒尺寸略增,这是导致放大制备后催化剂催化反应活性略降的原因之一。     

Catalytic activity of Ni-Co supported metals in carbon dioxides methanation

This work deals with the catalytic performance of nickel-cobalt supported on ceria-doped gadolinia (GDC) catalyst in the single and in the simultaneous methanation of carbon monoxide and carbon dioxide. The catalysts have been prepared by impregnation method, starting from metal salts precursors. Samples have been characterized by x-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry (TGA-DSC), hydrogen temperature programmed reduction (TPR-H₂), transmission electronic microscopy (TEM), and scanning electron microscopy (SEM/EDX) technique. The temperature examined for methanation tests ranged from 200°C-600°C. The results show that the prepared and optimized catalysts possess the main characteristics of materials suitable for SOECs (solid oxide electrolyzer cells) applications: high metal content (50% wt/wt with respect to the support), high activity, and high stability. The catalytic performance of bimetallic catalysts highlights that the cobalt does not improve the activity of the nickel catalysts.     

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。     

CO选择性甲烷化催化剂研究进展

经过重整反应等制备的富氢气体中通常含有微量CO,当其用于质子交换膜燃料电池或合成氨反应时,导致活性组分中毒而失活。采用CO选择性甲烷化反应可将CO去除,具有广阔的应用前景。综述富氢气体中CO选择性甲烷化催化剂研究进展,重点包括Ru基催化剂、Ni基催化剂以及Ru-Ni双金属催化剂。     

pH值对共沉淀法制备高温甲烷化催化剂性能的影响

采用共沉淀法,制备沉淀过程pH分别为6~7、7~8和8~9的Ni-Mg-Al-O高温甲烷化催化剂,考察pH值对催化剂性能的影响。采用N2低温吸附、XRD、H2-脉冲化学吸附以及H2-TPR(H2-程序升温还原)对样品进行表征。结果表明,沉淀过程pH为7~8时,样品的比表面积最大,活性组分还原后不易形成大晶粒,活性组分与载体组分间的相互作用适宜,具有较好的初始活性与高温水热稳定性。