Ni/CeO2/SiO2催化剂上甲烷催化裂解制氢的研究

采用分步浸渍法制备了不同Ni和CeO2含量的Ni/CeO2/SiO2催化剂,考察了催化剂中CeO2的含量与甲烷裂解制氢反应性能的关系,并对催化剂的结构进行了表征.催化活性评价结果表明,CeO2质量分数大于5%后能显著提高甲烷的转化率和催化剂的稳定性.XRD结果表明,CeO2对活性组分Ni具有很好的分散作用.     

Ce含量对Ni/Ce1-xZrxO2/SiO2催化剂甲烷裂解制氢催化性能的影响

采用分步浸渍法制备了不同Ni和Ce1-xZrxO2(x=0.1～0.9)含量的Ni/Ce1-xZrxO2/SiO2催化剂,考察了催化剂中Ce和Zr的摩尔比与甲烷裂解制氢反应性能的关系,并对不同Ce、Zr摩尔比的催化剂进行了XRD和SEM表征.结果表明,不同Ce、Zr摩尔比的Ni/Ce1-xZrxO2/SiO2催化剂对甲烷裂解制氢反应的活性和稳定性不一样,并且反应后在催化剂表面沉积的碳纤维的形貌也有区别.     

Ni和Al2O3间相互作用的调变对Ni/Al2O3在甲烷裂解过程中催化性能的影响

研究了Cu和ZnO对Ni/Al2O3在甲烷裂解过程中的调变作用和对其活性和稳定性的影响.TPR过程表明,ZnO或Cu的加入可以降低NiO与Al2O3之间的相互作用,使体系中NiO的还原温度明显降低.XPS研究也表明,ZnO或Cu的加入可以降低Ni的结合能,减弱了Ni与Al2O3之间的相互作用.     

单分散硅溶胶前体制备的Ni/SiO_2催化剂裂解甲烷制氢

采用以水玻璃为原料合成的单分散硅溶胶 ,并以此为前体制备了担载Ni/SiO2 催化剂 ,研究了该催化剂催化甲烷裂解制氢的性能。评价结果表明 ,该催化剂具有好的催化裂解甲烷活性 ,甲烷转化率和产氢量与反应温度密切相关。XRD结果表明 ,催化裂解甲烷后催化剂表面积炭表现出类石墨结构的衍射峰。TEM和TGA结果显示 ,不同温度下产生的积炭形式不同 ,且积炭的氧化温度也不相同。 5 0 0℃时 ,积炭形式主要为柱状纤维 ;6 0 0℃或者 70 0℃的条件下 ,可以得到碳纳米管 ;在80 0℃时 ,Ni颗粒迅速被表面积炭所覆盖并团聚     

甲烷在Ni/SiO2催化剂上裂解制碳纳米管和氢气

采用以单分散硅溶胶为前驱体合成的担载Ni／SiO2催化剂,研究了甲烷裂解制碳纳米管和氢气的关联性,并对所制得的纳米管进行了纯化研究。结果表明,该催化剂催化甲烷裂解产生大量碳纳米管的同时,也得到不含CO的氢源。该方法结合了催化裂解合成碳纳米管和裂解制氢工艺,将十分具有应用潜力。     

沉淀方式对Ni-Cu/ZrO_2-CeO_2-Al_2O_3催化剂甲烷自热重整制氢性能的影响

以Na2CO3为沉淀剂,分别采用反加法、并流法和正加法制备了Ni-Cu/ZrO2-CeO2-Al2O3催化剂,催化剂中Ni负载量(质量分数)为10%。采用XRD和H2-TPR方法表征了催化剂的结构及还原性能,并考察了催化剂对甲烷自热重整制氢反应的活性。实验结果表明,反加法和正加法制备的催化剂中CeO2-ZrO2固溶体的晶粒较大,且各种氧化物独立存在;并流法制备的催化剂能很好地抑制非活性组分NiAl2O4的形成,NiO分散性较好。在反应温度为650～850℃时,并流法制备的催化剂的催化性能明显高于正加法和反加法制备的催化剂。     

甲烷等离子体裂解制氢制碳的影响因素研究

甲烷(CH₄)等离子体裂解是一种很有前景的制氢方法。采用针-针式纳秒脉冲火花放电方法研究了放电功率、CH₄含量、CH₄流量、反应温度以及不同背景气氛等对CH₄转化和产物分布的影响,并采用TEM与Raman方法对产物纳米碳的形貌和结构进行表征分析。结果表明：CH₄放电裂解产物主要是氢气(H₂)、纳米碳(C)和乙炔(C₂H₂),另有少量的乙烷(C₂H₆)和乙烯(C₂H₄)生成;在30 mL/min的CH₄/Ar总气体流量和10%的CH₄初始体积分数下,输入60 W功率时实现了CH₄转化率83.56%和H₂选择性70.28%。放电功率的增大有助于CH₄的完全裂解,促进H₂和C的生成;而随着CH_...     

载体制备方法对Ni/ZrO_2催化剂甲烷自热重整制合成气性能的影响

采用不同方法制备了ZrO2载体并进一步制备了用于甲烷自热重整制合成气反应的Ni/ZrO2催化剂,通过XRD、N2吸附和TEM等方法研究了ZrO2载体的结构对Ni/ZrO2催化剂的结构及催化性能的影响。实验结果表明,引入超声技术和增加置换醇凝胶步骤可显著改善ZrO2载体的结构特征,进而获得性能优异的Ni/ZrO2催化剂;金属Ni粒子结构稳定且尺寸较小有利于甲烷自热重整反应的进行。同时引入超声技术和增加置换醇凝胶步骤制备的Ni/ZrO2催化剂的性能最佳,在反应温度800℃、反应压力0.1 MPa、甲烷空速18 000 m L/(g·h)、n(CH4)∶n(O2)∶n(H2O)=1∶0.25∶1、反应时间5 h的条件下,甲烷和水的转化率、CO和H2的选择性分别达96.5%,63.8%,81.7%,100.0%,此时产物中H2/CO摩尔比为3.3。     

镍铁双金属催化剂的制备及其催化甲烷裂解性能评价

催化甲烷裂解(CMD)可产出不含CO_x的氢气和高附加值的炭材料,是一种潜在的环境友好型制氢工艺。为了开发一种高效的CMD催化剂,以泡沫镍和Fe(NO₃)₃·9H₂O为前驱体、MgO粉末作为载体,采用熔融法制备了镍铁双金属催化剂。考察了双金属负载比例、焙烧温度(550～850℃)和CMD反应温度(600～850℃)对镍铁双金属催化剂的CMD反应催化性能的影响。结果表明,当镍和铁的负载量(质量分数)分别为11%和25%,焙烧温度为600℃时,所得催化剂在850℃下的CMD反应中表现出良好的催化活性和稳定性,甲烷转化率达94%以上。采用塔曼温度分析了镍铁双金属催化剂的形成过程及镍铁双金属之间的潜在协同作用,并利用柯肯达尔效应解释了形成的积炭形态和催化剂的潜在失活原因。     

沉淀剂对甲烷自热重整制氢Ni基催化剂性能的影响

分别以Na2CO3,NaOH和NH4HCO3作为沉淀剂,在pH值为9的沉淀条件下,采用并流沉淀法制备了Ni-Cu/ZrO2-CeO2-Al2O3催化剂,催化剂中Ni负载质量分数为10%。采用XRD、H2-TPR等方法表征了催化剂的结构及还原性能,并考察了不同沉淀剂对甲烷自热重整制氢Ni基催化剂性能的影响。结果表明,在反应温度为650℃~800℃,采用Na2CO3作为沉淀剂制备的催化剂的催化活性及水煤气变换反应的程度明显高于采用NaOH和NH4HCO3作为沉淀剂制备的催化剂,这是由于采用Na2CO3作为淀剂有利于抑制催化剂中非活性组分NiAl2O4尖晶石的形成并改善了CuO的分散性。     

甲烷裂解制氢和纳米碳纤维镍基催化剂的改性

以Cu、Zr、Ce、La、Y、Al为改性组分,考察上述组分的添加对Ni基甲烷催化裂解制氢和纳米碳纤维催化剂催化性能的促进作用.研究结果表明,Zr、Ce、La、Y对镍基催化剂催化活性的促进作用都很显著.当以Ni-Zr为催化剂时,在973 K的反应温度下甲烷转化率可超过60%,并且与未改性的Ni催化剂相比,催化剂的稳定性也得到显著提高.还利用TEM考察了不同催化剂上生长的纳米碳纤维的形貌特征,并对其生长规律进行初步探讨.     

催化剂制备方法对甲醇裂解制氢的影响

分别采用浸渍法,离子交换法,共沉淀法和蒸氨法制备相同铜硅比的Cu/SiO_2催化剂,在固定床上评价不同方法制备的催化剂对甲醇裂解制氢的影响。发现在260℃,2MPa,LHSV为0.9h~(-1)的最佳工艺条件下,蒸氨法制备的SAM催化剂甲醇转化率最高为93.3%,裂解气中氢气物质的量分数为74.81%。通过BET,XRD,H_2-TPR,NH_3-TPD手段进行表征,发现SAM催化剂上的Cu负载量最高、分散度最好,表面的总酸位点最少,Cu与载体之间的作用力合适,有利于甲醇的裂解。     

Pd/CeO2催化剂上甲烷低温催化燃烧的研究--制备方法对催化剂性能的影响

分别用浸渍法(IM)、沉积-沉淀法(DP)和共沉淀法(CP)制备了甲烷低温燃烧Pd/CeO2催化剂,并与常用的Pd/Al2O3催化剂作了对比.结果表明,沉积沉淀法制得的Pd/CeO2催化剂对甲烷的氧化活性最高,使甲烷的起燃温度(10℃)和完全转化温度分别比Pd/Al2O3降低了83℃和110℃.XRD及XPS分析表明,Pd/CeO2催化剂的活性与CeO2上晶格氧的活动能力及Pd-CeO2之间的相互作用有关.N-DP催化剂上Pd-CeO2相互作用最强,即存在较强的SMSI效应,导致其活性最高.     

甲烷裂解积炭过程中碳纤维的编织

利用透射电镜、扫描电镜和比表面测定等方法,研究了Ni Cu/Al2O3催化剂上甲烷裂解反应形成的碳纤维的编织行为,提出了宏观碳颗粒的形成机理是一个两步过程:初始阶段催化剂颗粒在少量碳纤维形成后发生进一步破碎,并被碳纤维包裹形成一次聚集体,而后这些一次聚集体再被后来生长的碳纤维编织成宏观的碳颗粒。同时,碳颗粒的比表面值受碳纤维生成量和助剂铜的加入的影响。     

Ni/MgO-Al2O3的制备方法对甲烷联合重整反应的影响

对CO_2-O_2联合重整CH_4制合成气反应镍基催化剂进行了研究。采用不同方法制备了载体和催化剂,用ASAP-2020物理吸附仪进行了表征,在常压固定床反应器上对催化剂的性能进行了评价。研究结果表明:采用溶胶-凝胶法,于500℃下焙烧制备的载体和催化剂的比表面积都较大,CH_4和CO_2的转化率最高分别可以达到92.2%和87.2%,且在400 min内转化率没有明显下降,催化剂表现出较好的活性和稳定性。     

焦炉气甲烷化催化剂制备和性能研究

考察了催化剂的制备方法,助剂、载体种类以及镍含量对焦炉气甲烷化反应催化剂性能的影响。实验结果表明,浸渍法制备的催化剂具有良好的低温催化性能,助剂、载体的种类以及镍含量影响催化剂的催化性能,加入一定量的稀土氧化物可明显提高催化剂的催化活性。     

Ni基催化剂载体对甲烷自热重整制氢反应的影响

考察了不同载体及Zr添加量对甲烷自热重整制氢反应的影响。结果表明，载体为ZrAlO时，Ni基催化剂的催化性能最好，且CH₄转化率和H₂收率随着反应温度的升高而增大，850 ℃时CH₄转化率保持在100％，H₂收率达到79％。对不同Zr添加量的Ni基催化剂XRD谱图分析结果发现，随着Zr的添加量的增加，Al₂O₃和NiAl₂O₄的衍射峰逐渐变得弥散，而ZrO₂的衍射峰逐渐尖锐，且主要以四方相的亚稳态晶相存在。新生成的Zr₅Al₃O_0.5物种占据了本可以生成NiAl₂O₄尖晶石的位置，提高了NiO的分散性，从而提高了催化剂的活性。     

LaNiO3催化剂对于甲烷裂解/CO2消碳循环反应的催化活性研究

研究了LaNiO3催化剂对于甲烷裂解/CO2消碳循环反应的活性.实验表明,在LaNiO3经过还原以后得到的催化剂表面,甲烷裂解生成H2和CO2与积碳反应生成CO这一循环过程至少可以重复进行2次,而且CO2对于消除积碳和催化剂的再生效果有增强的趋势.