微通道反应器内Ni-Ru/ZrO_2催化剂上CO选择性甲烷化

利用微通道反应器,对富氢重整气在Ni-Ru/ZrO2催化剂上的CO选择性甲烷化反应进行了研究;考察了反应温度、原料气中CO含量和CO2含量对Ni-Ru/ZrO2催化剂活性的影响,并考察了Ni-Ru/ZrO2催化剂的稳定性。实验结果表明,在微通道反应器中,Ni-Ru/ZrO2催化剂对CO选择性甲烷化反应具有良好的活性,当原料气中CO体积分数不大于1.0%时,在260～300℃内可将CO出口体积分数降至1×10-4以下;CO出口体积分数的最低值随原料气中CO含量的增加而增大,当原料气中CO含量增加到一定程度时,需采用温度梯级甲烷化法才能将CO出口体积分数降至1×10-4以下;120h的稳定性实验结果表明,Ni-Ru/ZrO2催化剂具有良好的稳定性,CO转化率均保持在99.50%以上。     

富氢重整气中微量一氧化碳的选择性催化甲烷化

质子交换膜燃料电池已成为汽油内燃机动力最具竞争力的洁净取代动力源,其所用的富氢重整气中微量的CO对电池电极的毒化作用会严重降低燃料电池的效率。文章对采用选择性甲烷化法去除富氢重整气中微量CO的催化剂的研究现状进行了综述,简述了载体和改性助剂对催化剂性能的影响,并阐述了CO和CO2甲烷化过程机理的差异。     

CO甲烷化Ni基催化剂的研究进展

综述了国内外CO甲烷化催化剂的研究现状,重点介绍了CO甲烷化Ni基催化剂的载体、助剂和催化机理等方面的研究进展。关于载体的研究由Al2O3转向ZrO2,助剂从碱土金属和稀土金属向过渡金属元素转变,并在催化机理的研究中引入密度泛函理论,考察反应过程中生成的活性中间物种对催化活性的影响,以期改进这类催化剂,促进其工业应用。以新型载体负载Fe等多金属催化剂将是未来CO甲烷化催化剂发展的新方向。     

Ni基催化剂上CO甲烷化反应性能研究

采用等体积浸渍法制备了不同担载量的镍基催化剂,考察了催化剂Ni担载量、反应温度和空速对低H2/CO比下的CO甲烷化性能的影响。结果表明,Ni的最佳担载量质量分数为11%,最佳反应温度为550℃。在空速7500h-1～30000h-1范围内,催化剂活性随空速的增大先增大后减小,在15000h-1时达到最佳。     

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。     

MgO助剂对镍基低温甲烷化催化剂活性的影响

采用二次等量浸渍法,以Al2O3-TiO2为复合载体制备了不同MgO含量的Ni基低温甲烷化催化剂Ni-Mg/Al2O3-TiO2,并将其用于脱除富氢气体中的CO,同时采用BET,H2-TPR,XRD,SEM等手段对催化剂进行了表征。实验结果表明,适量添加MgO助剂可改善活性组分Ni在载体表面上的分散性,增加活性组分与载体间的相互作用,避免较大NiO晶粒的产生,当NiO含量为50%(w)、MgO含量为2%(w)时,所制备的Ni-Mg/Al2O3-TiO2催化剂的活性较高,同时稳定性较好;在压力2 MPa、温度170℃、气态空速2 500 h-1的条件下,采用Ni-Mg/Al2O3-TiO2催化剂处理0.5%(φ)CO-99.5%(φ)H2富氢气体,反应后出口气体中CO含量可降至5×10-6(φ)以下。     

CuO/CeO_2催化剂上富氢气体中CO的选择性催化氧化

针对富氢气体中CO的净化问题,采用固定床反应装置,对不同Cu含量的CuO/CeO2催化剂的催化性能进行了研究,对不同进氧量(λ=2pO2/pCO)以及原料气是否含有水蒸气情况下催化剂的催化活性和反应选择性进行了考察。结果表明,Cu摩尔分数10%~20%的CuO/CeO2催化剂在富氢气体中CO的选择性催化氧化反应中表现出较好的催化活性,其中Cu摩尔分数10%的CuO/CeO2催化剂在λ为3、温度为140℃时,催化剂的催化活性和反应选择性最佳,CO转化率达99.9%,CO出口体积分数为1.4×10-5;当原料气中含有体积分数9%的水蒸气时,CO的转化率和富氢气体中CO转化为CO2的选择性均有不同程度的下降。     

α-Ni/γ-Al_2O_3催化剂催化一氧化碳甲烷化反应的研究

在连续流动固定床装置上考察了α-Ni/γ-Al2O3催化剂制备方法和反应空速对一氧化碳甲烷化反应的影响。与其他方法制备的催化剂相比,采用研混还原法制备的催化剂活性较高,在n(CO):n(H2)=1:3、常压、593K及空速2500h-1反应条件下,研混还原法制备的w(Ni)为15%的α-Ni/γ-Al2O3催化剂催化一氧化碳合成甲烷的选择性达90%以上,一氧化碳的转化率接近100%。采用BET、XRD及TEM等技术对催化剂进行了表征。     

车载燃料电池富氢气体中CO选择性氧化去除催化剂研究进展

富氢气体中的微量CO对车载燃料电池有很不利的影响,必须加以除去。选择性氧化是除去CO的一种重要方法,本文对该法使用的催化剂的研究进展进行了评述。     

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%。     

非贵金属催化剂上CO选择性氧化反应的研究

比较了CuO/ZrO2、CuO/MnO2、MnO2/CeO2、CuO/CoO和CuO/CeO25种催化剂体系对富氢气体中CO选择性氧化的活性,发现CuO摩尔含量为10%的CuO/CeO2催化剂具有较高的CO转化率和选择性,是比较适合该反应的催化剂。氧气进量的增加或者温度的升高,提高了CO转化率的同时,存在着更多的氢气消耗,导致CO选择性的降低,富氢气体中CO2的存在对CO的选择性氧化起抑制作用。     

复合载体镍基催化剂的一氧化碳甲烷化反应研究

本文分别以沉淀法和共沉淀法制备三氧化二铝载体及不同铝钛比的复合载体;用浸渍法负载活性组分镍,再通过一氧化碳甲烷化反应考察其催化性能。结果表明,Ni的最佳担载量是15％（w）,高TiO2含量复合载体制备的催化剂的活性和选择性最佳,其中催化剂15％Ni／60％Al2O3-40％TiO2的CO转化率在90％以上,CH4选择性达到100％。在320℃～440℃范围内,催化剂活性随温度升高而提高。在空速为5000h^-1～15000h^-1范围内,随着空速的增大催化剂活性降低。     

第二金属组分对CO_2甲烷化沉淀型镍基催化剂的影响

用并流共沉淀法制备了一系列镍基双金属催化剂,在微型固定床流动反应装置上进行了二氧化碳和氢气生成甲烷的催化反应,考察了在不同反应条件下第二金属组分Fe、Co、Cr、Mn、Cu、Zn等对镍基催化剂活性的影响。采用程序升温还原(TPR)、X射线衍射(XRD)等手段对催化剂进行表征。结果表明,第二组分的添加会改变镍催化剂的表面结构以及活性组分的分散度,有些会产生电子效应。其中,锰的添加使催化剂活性大大提高,原因是Mn(Ⅳ)Ni2O4的生成不仅有利于催化剂还原,而且有利于产生电子效应。