二氧化碳重整甲烷过程中催化剂积炭现象的探讨

二氧化碳重整甲烷制合成气的研究已逐渐成为国内外催化界研究的热点，由于二氧化碳和甲烷的分子结构及其反应特点，决定了该体系必然存在严重的积炭问题，本文对近年来在二氧化碳重建甲烷反应中有关积炭方面的研究结果进行了综述，其中包括：形成积炭的原因及抑制积炭的工艺条件选择、催化剂的设计、ＣＯ２和ＣＨ４的活化过程及反应机理等。     

二氧化碳重整甲烷催化剂抗积炭性能的研究进展

概述了二氧化碳重整甲烷催化剂的抗积炭性能的研究进展,介绍了催化剂的活性组分、载体的选择,重点讲述了稀土金属和贵重金属对催化剂的改性,以及采用溶胶-凝胶法制备纳米级催化剂的有关研究状况,并介绍了微波场下甲烷重整的抗积炭性能。     

甲烷、二氧化碳重整反应中催化剂研究进展

对近年来甲烷、二氧化碳催化重整制合成气的重要用途进行了概述,综述了催化剂的活性组分、载体、助剂及催化剂的积碳失活的研究现状,并对催化剂的制备方法进行了介绍。     

助剂MgO对甲烷二氧化碳重整Co/BaTiO3催化剂催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法在Co/BaTiO3催化剂中引入助剂MgO,考察了其对甲烷二氧化碳重整Co/BaTiO3催化剂的催化反应性能的影响,利用X射线衍射仪(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)对催化剂进行了表征,结果表明,助剂MgO使钴催化剂中的活性Co2O3组分增多,还原性和分散性能较好;在n(CO2)∶n(CH4)为1∶1、气相空速(GHSV)为12 000 h-1、反应温度为700℃的条件下,催化剂Co-MgO/BaTiO3表现出良好的催化性能,且反应初期甲烷转化率可达到94.87%,CO选择性可达85.21%,H2收率可达74.08%。     

MoO3的晶型对Mo2C制备及其甲烷二氧化碳重整催化性能的影响

于不同温度(350℃、450℃、550℃和650℃)焙烧(NH4)6Mo7O24.4H2O,制得不同晶型的MoO3,以其为前驱体程序升温碳化制备了一系列的Mo2C催化剂,用于催化甲烷二氧化碳重整制合成气的反应进行活性评价。并通过热重分析、X射线衍射分析和程序升温还原等表征,讨论了MoO3的晶型与所制备的Mo2C的体相和催化剂性能的关系。结果表明,350℃和450℃焙烧(NH4)6Mo7O24.4H2O可制得较为单一的正斜方晶结构的α-MoO3,α-MoO3通过范德华力连接的层状结构有利于在程序升温碳化过程中由CH4/H2分解产生的活泼氢和活泼碳插入层间,促进了Mo2C的生成,进而催化性能较佳。     

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。     

甲烷二氧化碳干气重整催化剂研究进展

甲烷二氧化碳干气重整催化剂的研究,对天然气资源的综合高效利用和环境保护具有重要意义。简述了CH_4-CO_2重整反应的机理,从活性组分、载体、助剂、制备方法等方面,综述了国内外CH_4-CO_2干气重整催化剂的研究进展,并从反应机理上分析了催化剂失活的原因。研究表明,提高催化剂活性组分对CO_2的吸附能力、制备微小晶粒孔隙发达的催化剂是消除催化剂表面积炭的有效方法。     

Ni-Ce-ZrO2催化剂在二氧化碳甲烷重整制合成气中的研究

采用XRD、氢化学吸附作用、TPR和XPS等技术研究了共沉淀方法制备N i-Ce-ZrO2催化剂对二氧化碳甲烷重整的性能。N i的载入量和CeO2与ZrO2的比率系统地被改变将使N i-Ce-ZrO2催化剂最优化。发现15w t%N i与Ce0.8Zr0.2O2共沉淀有体相的状态,在800℃用CH4制合成气超过97%,并且经过100h的反应,活性被维持没有重大的损失。     

甲烷二氧化碳氧气氧化重整的研究

在镍基催化剂化的甲烷二氧化碳重整反应中加入氧气使得热性的甲烷选择性氧化与吸热的二氧化碳重整责任中反应能够同时进行。实验结果表明，氧气的加入降低了反应温度，同时还可以在一定程度上调节Ｈ２ＣＯ比。良好的催化剂稳定性可能是由于镍粒子在表面镧氧化物中的分布的结果。     

甲烷二氧化碳催化重整催化剂研究进展

甲烷二氧化碳催化重整反应由于对于环境保护与综合利用资源具有重大意义,近年来得到了研究者的广泛重视。本文参阅众多文献,概述了二氧化碳、甲烷催化重整反应的研究动态。着重介绍了催化剂活性组分的选取,载体影响和助剂作用等方面的最新进展。     

甲烷与二氧化碳重整制合成气Ni与Co基催化剂的研究进展

综述了助剂、载体与催化剂制备方法对Ni基催化剂、Co基催化剂、Ni-Co基催化剂上甲烷与二氧化碳重整制合成气催化性能的影响,以及甲烷与二氧化碳重整催化反应机理的研究,展望了催化剂未来的发展方向。     

甲烷的二氧化碳重整动力学研究

The kinetics of CO2 reforming of methane has been studied at 976-1033K on a commercial NiO/CaO/Al2O3 catalyst in a packed-bed continuous reactor. The reaction was carried out at atmospheric pressure and CO2/CH4 ratio > 2. The Hougen-Watson rate models were fitted to experimental data assuming the dissociative adsorption of methane as the rate-determining step. The reaction rate showed an effective reaction order of about unity for CH4. The apparent activity energy was found to be 104kJ·mol-1. Therefore the kinetic reaction parameters were determined and a possible reaction mechanism was proposed.     

二氧化碳重整甲烷制合成气研究进展

由于二氧化碳重整甲烷制合成气具有很多优点,因此引起了广泛的关注。本文综述了二氧化碳重整甲烷制取合成气的研究进展,介绍了二氧化碳重整甲烷热力学、甲烷和二氧化碳的活化、二氧化碳重整甲烷反应过程中的表面积碳和消碳和二氧化碳重整甲烷反应机理的研究现状,并进行了讨论和分析。     

双金属Ni-Co/HZSM-5催化剂上甲烷二氧化碳重整反应

采用等体积浸渍法制备一系列双金属Ni-Co/HZSM-5催化剂,考察反应温度和Ni与Co质量比对甲烷二氧化碳催化重整性能的影响。采用BET和H2-TPR表征催化剂的孔结构和还原性能,结果表明,负载的活性组分均匀分散在HZSM-5载体孔道内。Ni与Co之间存在协同作用,促进了Ni-Co/HZSM-5催化剂的还原性能。单金属Co催化剂几乎对甲烷没有转化活性,双金属Ni-Co催化剂催化活性明显提高,Ni与Co质量比6∶4时,催化剂甲烷二氧化碳重整反应的催化活性和稳定性优于单金属Ni催化剂。     

直流电弧等离子体甲烷二氧化碳重整反应

采用一种简单结构的直流电弧反应器,在无催化剂存在的条件下,高效率地实现了毫秒级甲烷二氧化碳的重整反应,产物选择性好,并且在反应过程中几乎没有积炭生成。在恒定输入功率(170W)的条件下考察了气体总流量和二氧化碳/甲烷摩尔比对反应结果的影响。提高反应气体的输入能量密度可以提高甲烷和二氧化碳的转化率,并且能够有效地抑制副产物的生成。当二氧化碳/甲烷摩尔比为1时,二氧化碳转化率为89.8%,甲烷转化率为96.3%,氢气和一氧化碳的选择性分别为99.6%和99.3%。二氧化碳过量可显著促进甲烷的转化以及同时获得合成气的高选择性。采用比能耗对该过程的能量利用效率进行了分析,以期指导反应条件优化以提高过程的能量利用效率。     

甲烷二氧化碳重整用Ni/AC催化剂的阈值效应研究

为研究活性炭负载Ni(Ni/AC)基催化剂在甲烷二氧化碳重整反应中的阈值效应,采用N2吸附(BET)和X射线衍射(XRD)测试技术对活性炭负载Ni(Ni/AC)基催化剂进行分析,分别探讨了浸渍溶剂和负载量对催化剂表面结构、Ni分散状态和分散阈值的影响。结果表明,采用丙酮作为溶剂制备的催化剂比纯水在活性炭载体表面更有利镍的分散,提高了活性组分有效面积,并具有更高的分散阈值。对比密置单层排列模型计算值认为Ni在AC表面呈非密置单层或亚单层分散。Ni/AC催化重整甲烷二氧化碳实验结果显示,丙酮作为浸渍溶剂比纯水制备的催化剂表现出更好的催化活性,负载型Ni/AC催化剂在甲烷二氧化碳重整反应中存在显著的阈值效应。     

Ni基甲烷二氧化碳重整催化剂研究进展

由于甲烷二氧化碳重整将两种温室气体甲烷和二氧化碳转化为可利用的合成气,因此近二十年以来引起了越来越多研究者的关注。其中,Ni基催化剂由于其较高的活性和较低的成本得到了广泛的研究。本文将甲烷二氧化碳重整Ni基催化剂分为负载型和非负载型两大类分别综述了它们的研究进展。针对反应条件下的Ni基催化剂因积炭和烧结引起的失活问题,本文介绍了引起这两个问题的原因,并概括了抑制失活并提升Ni基催化剂活性和稳定性的5条途经,包括选择性钝化活性金属、增强Ni颗粒分散性、控制催化剂的酸碱性、减小Ni颗粒的尺寸以及提高Ni颗粒稳定性。最后指出,设计和制备颗粒小而且稳定的催化剂是同时解决催化剂积炭和烧结两大问题的关键。     

甲烷—二氧化碳重整反应制取合成气的新进展

综述了９０年代以来ＣＨ４－ＣＯ２重整反应在改性镍基催化剂、贵金属负载型催化剂和分子筛催化材料研究方面的最新发展。     

甲烷二氧化碳重整制合成气中积炭效应的数值模拟

通过建立包含动量、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,对以Ni为催化剂的甲烷二氧化碳重整制合成气过程中的积炭效应展开了计算。计算结果阐明了包含多孔介质催化剂段的反应通道中的速度场及压力分布,以及在通道中随气体流动以及沉积在催化剂表面的碳颗粒的浓度分布,分析了积炭对 催化剂孔隙率和渗透率的影响,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。本文的结论对于进一步研究Ni基催化剂在CH₄-CO₂重整制合成气反应中积炭效应的消减有一定的指导意义。     

烧绿石型Ni基催化剂的制备及甲烷重整性能研究

采用溶胶凝胶法制备了不同Ca含量改性的Ni-La₂Zr₂O₇烧绿石型催化剂,并利用H₂-TPR、XRD和TG等技术对催化剂的结构和性质进行了表征。同时考察了不同Ca含量改性的Ni-La₂Zr₂O₇催化剂的甲烷二氧化碳重整催化性能。研究表明,掺杂适量的Ca并不会显著破坏载体的烧绿石结构。添加适量的Ca(4%)增强了Ni和载体之间的相互作用,促进了Ni的分散,提高了烧绿石型镍基催化剂的甲烷二氧化碳催化性能,同时抑制了催化剂表面积碳的形成。