甲烷二氧化碳重整反应中催化剂的抗积炭性能研究进展

概述了甲烷的二氧化碳重整反应中催化剂抗积炭性能的最新研究进展,介绍了主要的非贵金属催化剂体系,详细分析了载体、助剂等的选择和性质对催化剂的抗积炭性能、稳定性以及活性的影响。     

甲烷干重整制氢研究进展

甲烷干重整制氢技术可应用于天然气制氢,尤其是富含甲烷和二氧化碳的沼气制氢,具有环境与经济的双重效益。本文介绍了近年来用于甲烷干重整制氢的催化剂活性组分、载体、助剂、制备方法、抗积炭性、操作参数及反应机理等方面的研究进展。     

单晶边缘负载纳米催化剂技术--设计高稳定性甲烷干重整催化剂的新策略

尽管甲烷二氧化碳重整(干重整)受到高度重视,但是用于该反应的非贵金属类催化剂易烧结和积炭而阻碍了其工业应用。日前,韩国科学技术院(KAIST)的研究人员报道了一种设计稳定高效的甲烷干重整催化剂的新策略一单晶边缘负载纳米催化剂(Nanocatalysts On Single Crystal Edges,NOSCE)技术。单晶氧化镁载体的边缘可稳定钼掺杂的镍纳米催化剂(Ni-Mo/MgO),在甲烷干重整中可高效促进合成气大量生产,且连续运行850 h以上仍未失活,具有优异的抗积炭和抗烧结性能,具有工业应潜力。     

碳化钼材料的合成及其应用于甲烷干重整反应的研究进展

甲烷干重整(DRM,CH4+CO2=2CO+2H2)是以性质稳定的CH4和CO2为原料制备合成气,可同时实现两种主要温室气体的转化利用,是甲烷间接转化制备高附加值化学品的重要途径,具有重要的科学、环保意义和工业应用价值,而设计合成高效、高稳定、抗积炭的催化剂是实现甲烷干重整工业化应用的技术关键.贵金属催化剂活性和稳定性...     

Ni基催化剂管式固定床甲烷重整反应器中积炭效应的数值模拟

在综合考虑积炭效应对催化剂孔隙率以及催化剂活性影响的基础上,通过建立包含动量、能量、质量传递以及化学反应动力学方程的多物理场耦合数值模型,从热质传递的角度,计算了Ni基催化剂管式固定床甲烷重整反应器中的积炭效应,阐明了包含多孔介质催化剂段的反应通道中的速度、温度及压力场分布,并指出了在通道中随气体流动扩散的可移动炭以及催化剂表面沉积炭浓度分布规律,分析了积炭对催化剂孔隙率、活性以及反应通道压降的影响,并进一步讨论了甲烷浓度以及温度对积炭产生的影响,最后提出了消减积炭的方法。     

甲烷干重整研究进展

甲烷干重整既可以天然气为原料,更适合以富含甲烷和二氧化碳的沼气为原料制富一氧化碳合成气或氢气,具有环境保护与资源利用的双重效益,受到国内外学者越来越多的关注。介绍了国内外学者近年来对甲烷干重整催化剂活性组分、载体、助剂、制备方法、操作参数、反应机理及积炭等方面开展的研究工作及新的等离子体干重整技术研究取得的进展。     

CH4-CO2重整反应动力学机理与催化剂的改良

甲烷一二氧化碳重整反应是当代研究的热点,重整的微观反应动力学机理解决了已有的分歧。催化剂的选择、载体效应、助剂效应和抗积炭性能是影响反应的重点因素,通过对实验中催化剂的微观表征,分析比较并重点解决催化剂因积炭而失活的问题,其中包括对活性中心、载体、助剂等方面进行了大量的改进和拓展。     

单晶边缘负载纳米催化剂技术——设计高稳定性甲烷干重整催化剂的新策略

<正>尽管甲烷二氧化碳重整(干重整)受到高度重视,但是用于该反应的非贵金属类催化剂易烧结和积炭而阻碍了其工业应用。日前,韩国科学技术院(KAIST)的研究人员报道了一种设计稳定高效的甲烷干重整催化剂的新策略——单晶     

Ni/γ-Al2O3/FeCrAl丝网催化剂的制备及其甲烷水蒸气重整制氢催化性能

采用浆液法制备用于甲烷水蒸汽重整制氢（MSR）的Ni/γ-Al2O3/FeCrAl网状催化剂,利用扫描电子显微镜,X射线衍射,氮气物理吸附,热震法和超声振荡法研究该催化剂的表面形貌,晶型结构,孔特性,热稳定性和涂层与基体间的结合性能。采用自行搭建的MSR试验系统,以甲烷转化率为指标对自制网状催化剂和商用颗粒型催化剂在不同反应温度和空速下的反应性能进行评价。结果表明：与商用颗粒型催化剂相比,自制网状催化剂具有更高的比表面积,在高空速下的甲烷转化率明显更优。但自制网状催化剂应用于MSR反应还存在产物中CO含量较高、催化剂易出现积炭等问题,有待进一步优化催化剂的活性组分。     

甲烷与二氧化碳重整制取合成气研究进展

甲烷 二氧化碳重整制取高附加值合成气的过程是近十几年来世界范围的研究热点之一,该过程的研究具有重要的理论和实际意义。本文综述了甲烷 二氧化碳重整制取合成气反应的进展,对重整催化剂、积炭过程、非常规供能方式在重整反应中的应用等进行了讨论和分析。     

镍镧钾催化剂用于煤油蒸汽转化制氢

以堇青石为载体、La_2O_3和 K_2O 为助剂,制备了负载型 Ni 催化剂;采用热重-微商热重、X 射线衍射和扫描电子显微镜等方法对催化剂进行了表征,在固定床反应器内对催化剂催化煤油蒸汽转化制氰的性能进行了评价,研究了添加 K_2O 助剂、催化剂的焙烧温度和反应温度对催化剂活性和稳定性的影响。实验结果表明,添加 K_2O 助剂后,催化剂的活性、产物选择性和抗积碳性能都有所提高;焙烧温度影响催化剂的性能,在773 K 下焙烧的催化剂活性最佳,该催化剂在873 K、气态空速2300 h~(-1)、常压、煤油流量1 mL/h、n(H_2O):n(C)约为3.5的反应条件下,具有最佳的反应性能,并且催化剂的抗积碳性能良好。     

甲烷自热转化催化剂的实验室研究

甲烷自热转化工艺是将绝热蒸汽重整和催化部分氧化反应相结合的一种新工艺,适用于该工艺的催化剂需具备良好的抗积炭以及耐高温烧结性能。本文在实验室装置上对自制的催化剂进行了甲烷自热转化反应性能评价,考察了不同工艺条件对催化剂的影响。     

Ni/BaTiO_3/γ-Al_2O_3催化剂的结构及其甲烷二氧化碳重整性能研究

以溶胶-凝胶法将BaTiO3负载于γ-Al2O3表面,合成出不同BaTiO3质量百分比的复合载体BaTiO3/γ-Al2O3。采用XRD、IR技术对复合载体BaTiO3/γ-Al2O3的结构进行了研究,考察了复合载体负载的镍基催化剂Ni/BaTiO3/γ-Al2O3在CH4-CO2重整反应中的抗积炭和稳定性能。结果表明:BaTiO3粒子以不连续的方式分散在γ-Al2O3的表面,致使原位氢还原后Ni/Ba-TiO3/γ-Al2O3催化剂的供电子强度相对削弱,抑制了CH4-CO2重整过程一氧化碳的歧化反应。Ni/25.4%BaTiO3/γ-Al2O3催化剂在700℃较低重整反应温度下的抗积炭和稳定性能明显优于Ni/BaTiO3和Ni/γ-Al2O3催化剂。     

甲烷水蒸气重整的Ni基整体式催化剂的制备和表征

以堇青石为基体制备了不同MgO改性的Ni基整体式催化剂,并对催化剂的结构和甲烷水蒸气催化重整反应性能进行了测试。XRD和H2-TPR结果表明,添加MgO不仅促进了催化剂上的NiO分散性能,而且增强了NiO与载体之间的相互作用。XPS结果表明,过量MgO的添加明显地降低了催化剂表面的Ni原子浓度,这是高MgO含量催化剂活性下降的主要原因。10%Ni/5%MgO/Si-Al/D催化剂具有较好的甲烷水蒸气催化重整催化性能,在反应温度800℃,空速27000mL/(g·h),V(H2O)/V(CH4)为2时,甲烷转化率为98.3%,CO的选择性为78.6%,n(H2)/n(CO)为3.6。     

甲烷制备合成气工艺开发进展

综述了国内外天然气制合成气技术的研究进展,包括对已工业化应用工艺的技术改进,如甲烷蒸汽转化工艺采用换热转化及自热转化技术;甲烷催化部分氧化技术,根据原料配比、催化剂体系、工艺条件不同,可分别采用固定床、流化床、陶瓷膜及晶格氧工艺;甲烷自热式转化工艺采用非催化部分氧化与绝热蒸汽转化相结合,工艺中引入蒸汽可消除积碳;甲烷两段转化工艺采用换热-自热式转化技术。新技术研究进展包括甲烷-二氧化碳重整技术,甲烷、二氧化碳和氧气催化氧化重整技术,甲烷联合转化工艺,气体加热转化工艺及联合自热转化工艺等。     

甲烷、二氧化碳转化制合成气的研究——Ⅰ.催化剂及其催化性能

采用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份、载体及反应条件等对合成气生成量的影响。发现负载型Ni/Al_2O_3催化剂对甲烷二氧化碳转化具有高催化活性,其合成气生成量随反应温度升高或压力降低而增加。通过测定发现,当镍负载量低于13.15w％时,即使在热力学积炭区使用Ni/Al_2O_3催化剂,它也具有高抗积炭性能。考察了Ni/Al_2O_3-5催化剂在700℃下连续运行120小时的瞬间活性,发现产物合成气摩尔含量一直保持在91％左右,催化剂活性无任何降低趋势。     

La改性的Ni基整体式催化剂上甲烷水蒸气催化重整性能研究

以堇青石为基体制备了新型的Ni基整体式催化剂,采用La为助剂对Ni基整体式催化剂进行了改性研究。该整体式催化剂具有较好的甲烷水蒸气催化重整性能。La的添加能够提高催化剂的催化性能,10%Ni/3%La2O3/Si-Al/D催化剂显示出最佳的重整性能,更多La氧化物的添加不利于催化剂活性的提高。XRD和H2-TPR结果表明,La氧化物的添加不仅促进了催化剂表面Ni的分散性能,而且降低了NiO与载体之间的相互作用,增加了NiO的还原度。XPS结果表明,在Ni基整体式催化剂上,La氧化物的添加改变了Ni原子周围的化学环境,从而改变了催化剂的催化性能。     

制备方法对镍催化剂重整活性的影响

利用XRD ,TPR和活性评价等手段 ,研究了NiO/γ Al2 O3 催化剂的制备方法对CH4与CO2 转化制合成气催化活性的影响。在本实验条件下 ,采用浸渍法和焙烧温度为 4 0 0℃制备的NiO/γ Al2 O3 (NiO质量分数w =0 113)催化剂 ,在反应温度为 75 0℃和空速为 2 5 0 0h 1下 ,对CH4和CO2 重整反应会显示良好的催化活性。本文还对催化剂抗积炭性能作了初步讨论。     

镧、铈氧化物对重质烃类蒸汽转化制氢催化剂性能的影响

采用常压微反装置及小型加压评价装置，对镧、铈氧化物以不同的加入方式对研制的重质烃类蒸汽转化催化剂活性、还原性能、抗积炭性能的影响进行了研究。结果表明，以共沉方式加入二氧化铈，更有利于提高催化剂的综合性能。     

乙醇水蒸气重整中Co/Al_2O_3催化剂制备及其性能研究

采用浸渍法制备Co/Al2O3催化剂。考察钴负载量、焙烧温度、焙烧时间等制备条件对催化剂性能的影响。结果表明,w(Co3O4)为10%的催化剂表现出较好的活性和选择性,其乙醇转化率达到86.4%,氢气选择性为44.9%。焙烧温度为500℃条件下和焙烧时间为4h条件下,催化剂均在其系列实验中表现出较好的催化剂活性和选择性。同时运用XRD、BET、TGA等手段对催化剂进行表征。