Ni/白云石催化剂CO2吸收及甲烷化性能研究

针对甲烷化耦合焦油重整工艺的要求,设计并制备了铝酸钙水泥混合的白云石复合物负载Ni催化剂,在热重分析仪上测试了该催化剂的CO2吸收量和循环稳定性,在固定床反应器中考察了不同温度和Ni负载量下催化剂的甲烷化反应性能,并采用XRD、低温氮吸附等表征手段分析了催化剂的结构特性.结果表明,Ni负载量为8％的Ni/白云石催化剂具...     

CO甲烷化Ni基催化剂研究进展

综述了国内外CO甲烷化Ni基催化剂的研究现状,重点介绍了助剂、载体和制备方法等对催化性能的影响。助剂的考察主要集中在稀土金属和过渡金属Fe的研究;采用新的催化剂制备方法,针对不同甲烷化反应器开发具有不同特性的复合载体是将来研究工作的重点。     

焙烧方法对CO2-O2联合重整甲烷用Ni/ZrO2催化剂性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了ZrO2载体,应用静态空气、流动空气、流动氮气、流动空气一静态空气焙烧方法处理载体粒子,采用浸渍法制备了上述载体的负载型Ni/ZrO2催化剂,考察了焙烧方法、焙烧温度对Ni/Zr02催化剂性能的影响.结果表明,采用流动氮气500℃焙烧载体,制得的Ni/ZrO2催化剂孔径小,比表面积较大;采用流动氮气800℃焙烧载体,制得的Ni/ZrO2催化剂在联合重整甲烷反应中甲烷转化率高于90%.     

第二金属组分对Ni/SiC催化剂CO_2甲烷化性能的影响

采用共浸渍法制备了Fe,Co,Cu或Mn促进的系列SiC担载的Ni基双金属催化剂,采用XRD、TEM、H_2-TPR对其进行表征,并在固定床微型反应器装置上考察第二金属组分对Ni/SiC在CO_2甲烷化反应中的催化性能的影响。结果表明,Mn的添加提高了Ni/SiC催化剂中Ni的分散度,增强了NiO与SiC之间的相互作用,从而提高了催化剂的活性和稳定性;而Fe,Co,Cu的添加降低了Ni/SiC催化剂的活性,其中添加Cu的催化剂活性最差。     

改性的Ni基催化剂上CO甲烷化性能的研究

采用浸渍法制备了NiO/Al2O3,NiO/TiO2-Al2O3,NiO-La2O3/Al2O3,NiO-La2O3/TiO2-Al2O3催化剂,考察了4种催化剂的CO甲烷化性能,并利用TG-DTG方法表征催化剂表面的积碳量。实验结果表明,NiO/TiO2-Al2O3,NiO-La2O3/Al2O3,NiO-La2O3/TiO2-Al2O3催化剂,即TiO2和La2O3改性的NiO/Al2O3催化剂的CO甲烷化反应活性均有所提高,其中NiO-La2O3/TiO2-Al2O3催化剂的活性、稳定性和抗积碳能力最好;采用NiO-La2O3/TiO2-Al2O3催化剂,CO甲烷化反应的适宜条件为:反应温度450℃、反应压力1.5 MPa、GHSV=10 000 h-1,在此条件下,CO转化率为99.5%,CH4收率和选择性均为98.1%。     

Ni/Al2O3催化剂输送床甲烷化反应特性

采用浸渍法制备了三种NiO含量的催化剂,即αNi/Al2O3,并对其在输送床反应器中的甲烷化特性进行了实验研究,考察了操作气速、松动风速、气体预热温度等操作条件对颗粒循环速率和催化性能的影响.结果表明,提高松动风速可以增加提升管内催化剂颗粒浓度,从而促进CO的转化;操作气速提高同样可以增加颗粒循环速率,但同时大大缩短气...     

高活性低温甲烷化Ni基催化剂的制备及表征

采用浸渍法和共沉淀法制备了Ni基低温甲烷化催化剂,利用N₂吸附-脱附,H₂-TPR,XRD等方法对制备的Ni基催化剂进行表征,考察了添加结构助剂氧化铝及助剂La,Mn,Mg,Cu对Ni基催化剂结构及性能的影响。实验结果表明,共沉淀法制备的催化剂加氢活性优于浸渍法,添加结构助剂氧化铝可以增加催化剂的比表面积、金属分散度,进而提高催化剂的性能;催化剂中加入Mn或La助剂可以降低催化剂Ni与载体之间的结合力,降低催化剂的还原温度,增加催化剂的CO和CO₂加氢活性;在压力2.0 MPa、温度160℃、气时空速10 000 h^-1下,采用Ni-La/Al₂O₃-SiO₂催化剂处理CO含量为5 000×10^-6(x)、CO₂含量为100×10^-6(x)的富氢气体时,CO完全转化,CO₂含量可降至1×10^-6(x)以下。     

分子筛为载体的Ni基合成气甲烷化催化剂结构和性能研究

以ZSM-5(38)、ZSM-5(50)和USY为载体,采用浸渍-沉淀法制备了三种Ni基甲烷化催化剂,并对催化剂进行BET、XRD和H_2-TPR等表征。结果表明,Ni/USY催化剂的比表面积最大,为465.8m~2/g;活性组分前驱体衍射峰更为弥散,分散性较好;且还原温度较低,还原性能较好。评价实验发现,Ni/USY催化剂的CO转化率和CH_4收率最高,分别为54.17%和33.67%。     

燃烧法制备Ni基甲烷化催化剂:Mg、Mn和La助剂对催化性能的影响

采用溶液燃烧法制备了Ni/γ-Al2O3甲烷化催化剂,考察了Mg、Mn和La助剂对催化剂在甲烷化反应中催化性能的影响,采用N2低温吸附、H2-TPR、XRD、TEM和CO-TPD对样品进行了表征。实验结果表明,Mg和Mn助剂的添加会加强活性组分与载体间的相互作用,而La的添加会削弱活性组分和载体间的相互作用。含La助剂的Ni基催化剂(Ni-La)上Ni颗粒具有更小的平均粒径,增加了催化剂表面的活性位,有利于CO的吸附,从而提高了催化剂的活性。Ni-La低温活性优异,在反应温度为300℃时,含La的催化剂上CO转化率达到99%;并且该催化剂在高温反应中也具有良好的稳定性。     

焙烧方法对CO2-O02联合重整甲烷用Ni／ZrO2催化剂性能的影响

采用溶胶-胶法制备了ZrO2载体，应用静态空气、流动空气、流动氮气、流动空气-态空气焙烧方法处理载体粒子，采用浸渍法制备了上述载体的负载型Ni／ZrO2催化剂，考察了焙烧方法、焙烧温度对Ni／ZrO2催化剂性能的影响。结果表明，采用流动氮气500℃焙烧载体，制得的Ni／ZrO2催化剂孔径小，比表面积较大；采用流动氮气800℃焙烧载体，制得的Ni／ZrO2催化剂在联合重整甲烷反应中甲烷转化率高于90％。     

镍盐前躯体对CO_2甲烷化Ni/SiC催化剂性能的影响

以氯化镍、硝酸镍、醋酸镍和乙酰丙酮镍为前驱体,采用浸渍法制备了Ni/SiC催化剂,分别记作Ni-Cl,Ni-N,Ni-Ac,Ni-AA。用固定床评价装置考察了四种催化剂在CO2甲烷化反应中的催化活性。结果表明,Ni-AA和Ni-Ac的催化活性相近且明显高于Ni-N和Ni-Cl。采用XRD、TEM、TPR和XPS对反应前后催化剂进行表征,并与催化剂性能进行关联,发现导致Ni-AA和Ni-Ac催化剂催化活性高、稳定性好的原因是由于催化剂中Ni晶粒较小,分散度较高,与载体之间相互作用力较强。     

助剂铈对Rh-V/SiO_2催化剂催化CO加氢性能的影响

研究了助剂Ce和V对Rh/SiO2催化剂催化CO加氢合成乙醇等C2+含氧化合物的性能的影响。用程序升温脱附(TPR)、CO吸附和程序升温脱附(CO-TPD)对催化剂进行了表征。结果表明,助剂Ce、V的加入显著提高了Rh/SiO2催化剂的活性和选择性,助剂Ce或V的添加抑制了Rh组分的还原,而Rh组分促进了V组分的还原。催化剂最佳w(Ce)为0.5%,此时Rh分散度较高,弱吸附的CO数量较多,从催化剂上脱附出来的未解离CO数量也较多,从而促进了CO插入,提高了催化剂的活性和乙醇等C2+含氧化合物的选择性。w(Rh)=1.0%、w(Ce)=0.5%、w(V)=1.0%的Rh-Ce-V/SiO2催化剂的乙醇选择性和C2+含氧化合物时空产率分别达到31.9%和316.7g/(kg·h)。     

提高Rh-Mn/SiO_2催化剂合成乙醇性能的途径研究

通过实验分别研究了浸渍顺序、Mn负载量以及工况条件对Rh-Mn/SiO2催化剂上CO加氢合成乙醇反应的影响,并采用程序升温还原(TPR)技术对催化剂进行表征。结果表明:同时浸渍铑锰的催化剂的C2含氧化合物的时空产率达到255.8g/(kg·h),乙醇的选择性为15.39%,均高于分步浸渍的催化剂;Mn负载量影响Rh-Mn的相互作用,实验发现当催化剂w(Mn)为1.5%时,乙醇的选择性可升高到18.09%,同时可以抑制甲烷的生成。研究确定了Rh-Mn/SiO2催化CO加氢合成乙醇的最优工艺条件。     

Nano-SiO_2负载膦配体的合成及其在CO_2催化氢化中的应用

利用膦氢化反应将有机膦引入到含双键的改性nano-SiO2上,合成出nano-SiO2负载的膦配体,采用FT-IR、TG及固体NMR对催化剂的结构进行了表征。考察了nano-SiO2负载膦配体与RuCl3组成的催化体系对吗啉存在下的CO2催化氢化反应的催化性能。结果表明改性nano-SiO2负载的膦配体(Ph2P-DB570-SiO2)与RuCl3组成的催化体系具有较好的催化活性和稳定性,回收使用5次后,每摩尔催化剂生成产物的摩尔数(TON)仍然可以达到1997,为首次使用的77.9%。     

Ni/ZSM-5催化氢化制备光皮树油基富烃燃料

采用等体积浸渍法制备了Ni/ZSM-5固体催化剂,以光皮树油热裂解产物(裂解液)为原料,在高压反应釜内催化氢化制备高饱和度、低含氧量的生物基富烃燃料,利用N₂吸附-脱附、SEM、XRD、FTIR等分析方法对催化剂的结构、组成及微观形貌进行分析;并运用GC-MS元素分析及FTIR对裂解液和产物富烃燃料进行分析对比。实验结果表明,Ni/ZSM-5固体催化剂保持了ZSM-5沸石的骨架,具有高分散性,催化氢化效果较好,富烃燃料的烃类组分含量高达94.36%(w),O元素含量(w)由11.50%降至2.39%,C/H比为6.639。Ni/ZSM-5催化剂用于催化氢化制备富烃燃料具有可实践性。     

反应条件对CO甲烷化反应平衡及催化剂性能的影响

通过对CO甲烷化反应体系热力学计算,考察了反应条件和原料组成对平衡组成、平衡转化率以及CH_4选择性和积炭的影响。计算结果表明,反应温度、压力、氢碳比和汽气比对CO平衡转化率、CH_4选择性和积炭有明显影响,其中,低温、高压和高氢碳比有利于提高CO转化率和CH_4选择性,而升高压力、增加氢碳比以及向原料气中加入水蒸气均能有效地减少积炭。另外,用Ni/MgO-Al_2O_3催化剂考察了反应条件和原料气组成对CO转化率、CH_4选择性以及积炭的影响,实验结果,反应温度、压力、氢碳比和汽气比对催化剂的CO转化率、甲烷选择性以及积炭的影响明显,并与热力学平衡计算的结果基本一致。     

Ni/MCM-41催化剂上CH_4-CO_2重整反应的初步研究

对Ni/MCM 4 1、Ni/SiO2 和Ni/γ Al2 O3 进行活性评价 ,结果表明 ,MCM 4 1是一种很好的载体 ,在低温高空速下具有较高的催化活性。短期稳定性试验以及XRD和TEM对Ni/MCM 4 1的表征结果表明 ,Ni/MCM 4 1催化剂在反应过程中所产生的微量水可能导致中孔分子筛骨架的倒塌 ,从而导致催化剂的失活。