东芝公司将CO_2直接转化成乙二醇

<正>日本东芝公司正在探索使用光电化学系统将CO_2直接转化为乙二醇(EG)的可能性。东芝公司采用光电化学系统包括咪唑离子终端自组装单层(IL-SAM)改性电极,促进在电解质水溶液中将CO_2高选择性地转化为EG的电化学反应。研究发现该电极提高了用太阳能将CO_2转化成EG的效率,太阳能/EG效能比达0.48%。该系统利用     

制备方法对CH_4、CO_2催化氧化重整催化剂的影响

考察了反应体系中不同制备方法制得催化剂的催化性能，并将分形维数应用于催化剂制备；采用了ＥＤＸ、ＴＰＲ、ＸＲＤ 和ＸＰＳ 等表征手段分析了不同制备方法制得催化剂的表面组成以及还原特性，探讨了层浸法制备的催化剂性能最佳的原因。     

纳米BaTiO_3载Ni催化剂在CO_2重整CH_4中的活性

用溶胶 凝胶法合成出平均粒径为 30nm左右的纳米BaTiO3 ,并以其为载体通过浸渍法制备出Ni/BaTiO3 催化剂 ,该催化剂在CO2 重整CH4制合成气反应中有较高活性。考察了焙烧温度、还原温度和制备方法对催化剂活性的影响。焙烧温度和还原温度对活性影响不大 ,而溶胶 凝胶法制备的催化剂比浸渍法制备的催化剂活性更高     

铜-金纳米颗粒催化剂可将CO2转化成甲烷

2012年4月11日,美国麻省理工学院(MIT)的研究人员宣布,他们发明了铜-金(Cu-Au)纳米颗粒催化剂,可将电厂副产的CO2转化成可用作装置燃料的甲烷。CO2转化过程常用的铜基催化剂不稳定,会显著降低CO2的反应速率,并产生CO和甲酸等有害副产物。MIT的研究人员设计了代替铜基催化剂的Cu-Au合金纳米颗粒,这种合金催化剂具有耐腐蚀和抗氧化性能,与铜基催化剂     

CH_4/CO_2等离子体重整反应的研究进展

CH_4/CO_2等离子体重整反应制备合成气(CO和H_2)是温室气体CH_4和CO_2资源化利用的重要途径之一,是一种取代CH_4高温重整反应的潜在技术。本文简要总结了CH_4和CO_2在等离子体体系和等离子体协同催化剂制备合成气的研究工作,并探讨等离子体与催化剂对甲烷重整反应的协同作用机制。     

BaTiO_3负载Ni-Co双金属催化剂催化CH_4/CO_2重整反应

采用等体积浸渍法制备了一系列不同Co添加量的Ni-Co/BaTiO3双金属催化剂,并在固定床反应装置上考察了在973~1073K温度范围内这些催化剂对CO2重整CH4反应的催化活性。实验结果表明,Ni、Co质量负载均为5.0%的Ni-Co/BaTiO3催化剂活性最好。TPR、TPD和XPS表征发现,与单金属催化剂Ni/BaTiO3相比,Ni-Co/BaTiO3双金属催化剂具有更高的催化活性,更好的脱附和抗积炭性能,而且更容易还原。     

CH_4/CO_2一步合成C_2烃研究进展

介绍了CH4 /CO2 一步合成C2 烃的两条主要途径 :化学催化法和等离子体活化法。化学催化法主要采用金属氧化物催化剂及负载型金属氧化物催化剂 ,后者的催化活性明显高于前者 ,是今后化学催化法的研究方向。冷等离子体是十分有效的自由基引发方式 ,在此反应中的应用获得了比化学催化法更高的C2 烃收率。CH4 /CO2 一步制C2 烃是一条合成路线简单、原料廉价易得的崭新合成路线 ,有望成为CH4 /CO2 合成C2 烃的重要发展方向     

天然气水合物CO_2/CH_4交换开采技术简介

水合物的开采方法可大体分为以下4类:(1)热力法,提高地层温度至水合物平衡温度以上;(2)降压法,将地层压力降至水合物平衡压力以下;(3)注化学抑制剂,向地层注入水合物热力学抑制剂,打破水合物原有平衡;(4)CO_2置换法。CO_2置换法不是以分解水合物的方式获得CH_4,CO_2水合物的二次生成维持了地层的稳定性。避免了其他三种方法带来的海底滑坡等环境隐患。阿拉斯加北坡的Ignik Sikumi现场试验成功的证明二氧化碳可以注入一个充满水合物的含水储层,CO_2/CH_4交换技术的应用在未来可能具有商业可行性。     

一种新型CO_2置换CH_4水合物的开采方法

天然气水合物储量巨大,是未来极具开发潜力的清洁能源。CO_2置换法兼具能源开采与温室气体封存的双重功效,但通常CO_2对CH_4的置换速率非常低。为此,结合抑制剂存在条件下CH_4水合物和CO_2水合物具有不同的热力学稳定性这一特点,提出并通过实验证实了一种可用于开采天然气水合物的新方法,它将CO_2置换法与注热力学抑制剂的工艺相结合,实现了CH_4水合物分解过程的加速。通过岩心驱替实验,对比考察了两类3种常见CH_4水合物热力学抑制剂(甲醇、氯化钠和氯化镁)的作用效果。实验结果表明:在甲醇溶液作用下,CH_4水合物分解速率高达0.011 94 mol/h,远高于电解质盐溶液的作用效果(分别为0.000 86 mol/h和0.001 41 mol/h)。选择甲醇溶液作为水合物分解加速剂,通过前期注入甲醇溶液段塞、后期连续注入CO_2的方式,使得CH_4水合物分解率超过92%,且实现了CO_2气体以水合物形式的封存固定,最终CO_2水合物的生成量占到初始甲烷水合物总量的16%~27%。     

CH_4、CO_2与O_2催化氧化重整制合成气的研究Ⅰ．催化剂的筛选

采用正交设计法和分形法设计ＣＨ４、ＣＯ２和Ｏ２催化氧化重整制合成气的催化剂。正交设计法和分形法的设计结果均为Ｎｉ－Ｃｅ／Ａｌ２Ｏ３，证明分形法在催化剂筛选中是有效的     

CO_2乳化液强化置换水合物中CH_4的作用研究进展

综述了天然气水合物中甲烷的置换反应的研究进展,比较了传统置换法与CO2置换法的优缺点,论述了CO2置换法尤其是CO2乳化液法的优越性。CO2乳化液具有更高的反应温度以及更好的传导率和扩散性,在置换反应中起到了强化作用,增加了CH4从水合物中的释放,提高了置换的反应速率,同时乳化液的热可以使热源增强,从而使置换反应得到进一步强化。     

CH_4、CO_2与O_2催化氧化重整制合成气的研究Ⅱ．反应性能考察

研究了不同载体、主催化剂含量及助剂含量等制备条件对反应性能的影响，考察了不同反应温度、空速及原料配比条件下的催化反应性能；试验结果表明，当温度为１０２３Ｋ、空速５２２００ｍｌ／ｇ·ｈ，ＣＨ４∶ＣＯ２∶Ｏ２∶Ｎ２为３∶４．５∶１∶６，此时ＣＨ４和ＣＯ２的转化率分别为９２．２２％和７０．０４％，Ｈ２和ＣＯ的收率分别为９２．２２％和９２．１９％。     

N_2、CH_4对超临界CO_2管线温降的影响规律

气体杂质的存在会不同程度地对超临界状态下CO_2的物理性质产生影响,进而影响管道的安全运行。为研究N_2、CH_4对超临界CO_2管道沿线温降的影响规律,利用HYSYS软件对含N-2、CH_4的超临界CO_2的物理性质进行模拟计算,在苏霍夫公式的基础上建立超临界CO_2管线的温降模型,利用VB 6.0软件编写温降计算程序,采用循环迭代的方法计算管道沿线温度变化。研究表明,PR方程对含N_2、CH_4的超临界CO_2体系在物理性质模拟计算方面优于其他状态方程;N_2、CH_4的存在使超临界CO_2的密度、黏度减小,比热容、压缩因子增大;正常运行时,管道周围形成稳定的温度场,管内超临界CO_2的沿线温度降低,N_2、CH_4的混入会减小超临界CO_2管道输送过程中的温度衰降。     

Co-Ni-ZrO_2/活性炭催化CH_4-CO_2重整性能研究

采用共浸渍法制备了系列具有不同Co/Ni质量比的Co-Ni/活性炭(AC),Co-Zr O2/AC和Co-Ni-ZrO_2/AC催化剂,并通过XRD、SEM和BET技术对催化剂进行了表征,采用固定床反应装置研究了其对甲烷二氧化碳重整制合成气的性能。结果表明,8Co-4Ni-ZrO_2/AC催化剂具有较大的比表面积和较小的金属晶粒,并且表现出最佳的催化活性和稳定性;在850℃条件下连续反应1900min,甲烷和二氧化碳转化率都超过95%。     

改性硅胶吸附剂用于CO_2/CH_4吸附分离的研究

采用等体积浸渍法,通过在硅胶材料(XFGJ)表面修饰不同碱金属或碱土金属离子,制备硅胶基型吸附剂。采用变压吸附考察改性硅胶对CO2/CH4混合气体的吸附及分离性能。实验发现,担载1%质量分数BaCl2的XFGJ(1Ba-XFGJ)对CO2/CH4混合气体的动态吸附分离效果最佳,在0.5MPa,20℃时,1Ba-XFGJ的分离因子为9.55,与未改性的XFGJ相比分离因子提高了116%。采用低温氮气吸附脱附表征XFGJ及1Ba-XFGJ的比表面积和孔径分布,发现BaCl2的引入能够增加微孔数量,有利于提高CO2/CH4的吸附分离性能。     

CO_2/CH_4干重整转化催化剂的积碳控制研究

采用浸渍法制备了一系列Ni负载量和焙烧温度不同的Ni/MgO催化剂,通过干重整反应对催化剂的性能进行评价,采用O_2-TPO与CO_2脉冲相结合的方法分析了反应后催化剂上积碳的含量,并利用XRD,SEM,H_2-TPR,CO_2-TPSR等分析方法对反应后催化剂上的积碳进行表征。实验结果表明,反应温度为600℃时催化剂上的积碳最严重,积碳主要为不规则的纳米尺度的石墨结构丝状碳,此温度下反应生成的积碳具有较高的反应活性;降低催化剂Ni负载量和提高焙烧温度均有利于形成NiO-MgO固溶体,增强Ni的分散及其与MgO载体的强相互作用,从而显著削弱Ni中心上CH4解离的反应速率,实现干重整反应过程的积碳控制。     

离子液体中K_2CO_3/CH_3I直接催化合成碳酸二甲酯

利用高压间歇反应釜,考察了K2CO3/CH3I催化CO2与甲醇直接合成碳酸二甲酯(DMC)的反应规律,得到最佳的反应条件:反应温度363K、反应压力3.6M Pa、反应时间8h、m(甲醇)∶m(CH3I)∶m(K2CO3)=12∶2.3∶1。液相产物中DMC含量随K2CO3用量的增加几乎呈直线增加,因此可以在较低的反应压力下获得较高的DMC收率。另外,利用离子液体溴代1-乙基-3-甲基咪唑盐[Em im]B r对CO2的溶解特性,研究了离子液体[Em im]B r对K2CO3/CH3I催化CO2与甲醇直接合成DMC反应规律的影响。实验结果表明,在反应温度低于393K、反应压力高于4.0MPa的条件下,离子液体[Em im]B r可以加快反应速率,对反应具有一定的促进作用,但不能改变反应的最佳条件和整体规律性。甲醇、CH3I、[Em im]B r、K2CO3的最佳质量比为12∶2.3∶1.6∶1。     

常压辉光放电等离子体法制备铑纳米颗粒

以聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂,利用氩气辉光放电等离子体方法产生大量高能电子,还原氯酸铑溶液中的Rh离子,制备成Rh纳米颗粒。采用SEM,XRD,XPS,TEM等方法对颗粒形状及结构进行表征。实验结果表明,在氯酸铑溶液中可直接将Rh还原为纳米颗粒,平均粒径为7～20 nm。     

CH_4、CO_2与O_2催化氧化重整制合成气的研究——催化剂中CeO_2的作用及影响

考察了添加稀土Ｃｅ后的镍基催化剂在ＣＨ４、ＣＯ２与Ｏ２催化氧化重整制合成气反应中的催化性能，发现添加适量的Ｃｅ可以显著提高催化剂的活性和选择性。ＴＰＲ、ＸＲＤ、ＸＰＳ结果显示，ＣｅＯ２的加入能够增强活性组分与载体的相互作用，调变催化剂中镍物种的组成，可提高催化剂的活性及稳定性。     

13X沸石分子筛低温变压吸附CO_2/CH_4实验研究

采用静态容积法实验测量了CO_2和CH_4在13X沸石分子筛上的吸附等温曲线,CO_2和CH_4吸附量随吸附温度的降低和压力的增大而增加。利用Langmuir模型、Sips模型和Toth模型对实验测量的吸附平衡数据进行拟合,均取得了较好的拟合结果,并利用非线性拟合得到了模型参数。模拟结果表明,Toth模型对实验结果的拟合程度最好。利用测量数据计算了CO_2与CH_4在所用吸附剂上的等量吸附热,发现吸附过程主要发生的是物理吸附,吸附剂表面是非均一的。