甲烷二氧化碳重整镍基催化剂的研究进展

甲烷二氧化碳重整制合成气是对甲烷、二氧化碳这2种温室气体资源化利用的有效途径。近年来,研究最多的领域是关于该反应催化剂的开发,其中镍基催化剂的研究最广泛。为了全面了解甲烷二氧化碳重整反应及镍基催化剂的应用,介绍了甲烷二氧化碳重整反应的热力学研究及机理;分析了镍基催化剂的积碳原因及消碳途径;论述了镍基催化剂的载体、助剂、制备方法对催化剂催化性能的影响;最后对镍基催化剂未来的研究方向进行了展望。热力学研究结果显示,高温低压有利于甲烷二氧化碳重整反应的进行;针对甲烷二氧化碳重整反应的机理尚没有统一的定论,不同催化剂应用于该反应,作用机理也不同;镍基催化剂积碳主要由甲烷裂解反应、一氧化碳歧化反应及一氧化碳氧化还原反应产生,为解决积碳问题,从催化剂方面着手,通过调控催化剂性质抑制积碳;载体性质、助剂类型、制备方法不同会对镍基催化剂产生不同作用;镍基催化剂距离工业化应用还有一段距离,在未来发展中可优化催化剂制备条件,深入探究催化剂的积碳机理,理论与实践相结合,进一步探究镍基催化剂的性能。     

甲烷二氧化碳氧气氧化重整抗积碳催化剂的研究

采用溶胶－凝胶方法合成了Ｌａ２Ｚｒ２Ｏｘ烧绿石，这种烧绿石结构稳定，并具有合适的中孔以及合理的比表面积，是一种具有潜在应用前景的催化剂载体，以Ｌａ２Ｚｒ２Ｏｘ烧绿石为载体制备的负载镍催化剂，在甲烷二氧化碳氧气氧化重整反应中显示了极好的稳定性。     

炭催化富CH4气CO2重整制合成气及动力学研究

以UGI煤气发生炉为基础，在实验室设备装置上模拟气化炉上吹阶段，通入模拟混合气制备合成气，开发了一套新的制备合成气工艺。通过实验研究发现，反应温度和半焦粒度对甲烷转化率具有重要影响。加入水蒸气可以提高炭材料催化剂的稳定性和甲烷转化率，这主要是由于加入水蒸气可以气化半焦表面生成的积碳，同时生成新的活性位给甲烷二氧化碳重整反应提供活性，从而促进甲烷和二氧化碳转化。另外，通过对水蒸气条件下富甲烷气二氧化碳重整动力学研究，得到了炭催化富甲烷气二氧化碳重整的表观活化能为199.7 kJ·mol^-1。     

纳米Ni/MgO焙烧温度对甲烷二氧化碳重整反应的影响

甲烷二氧化碳重整反应一直以来都是人们研究的热点问题,本文对甲烷二氧化碳重整反应的催化剂Ni/MgO的焙烧温度进行了研究,使催化剂Ni/MgO得到了适宜的焙烧温度为700~800℃,并在甲烷二氧化碳重整反应中表现出良好的活性和稳定性。     

钴改性的镍催化甲烷二氧化碳重整反应研究

以CeO_2作为载体,合成了含有更多金属活性位点的钴镍双金属催化剂,并用于催化甲烷二氧化碳重整反应的研究。为了深入探讨双金属催化剂中钴和镍之间的作用机制,通过改变两种活性金属钴和镍的加入顺序,分别合成了Co-Ni/CeO_2、Ni-Co/CeO_2和Ni Co/CeO_2催化剂。与单金属催化剂对比,研究了Co的加入对镍基催化剂的影响,并确认了双金属催化剂中Co与Ni存在的状态和加入顺序对催化剂催化性能的影响。     

甲烷二氧化碳催化重整制合成气研究进展

催化剂研究是实现甲烷二氧化碳重整制合成气工业化的关键。对近年来甲烷二氧化碳重整制合成气的催化剂研究进行综述。介绍了贵金属催化剂、非贵金属催化剂及碳化物催化剂在甲烷二氧化碳重整反应中的应用及反应机理,并对催化剂体系研究方向进行展望。     

载体对Co基和Ni基催化剂甲烷二氧化碳重整制合成气催化性能的影响

甲烷二氧化碳重整制取合成气反应,为天然气资源的合理利用及缓解温室气体排放提供了有效的解决途径,因此开发性能优异、低成本的新型甲烷二氧化碳重整反应催化剂对于节能减排具有重大的经济价值。本文通过对比以ZrO2、CeO2、6CeO2-4ZrO2、5CeO2-10ZrO2、LaMnO3+δ为载体的钴基和镍基催化剂甲烷二氧化碳重整制合成反应性能,发现以ZrO2、CeO2、6CeO2-4ZrO2和5CeO2-10ZrO2为载体制备的Co基和Ni基催化剂具有相同的活性顺序,其中铈锆固溶体具有独特的氧化还原性,可以提高活性组分的分散度,降低活性组分的还原温度,增强催化剂的抗积炭性能,从而提高催化剂的催化活性;同时发现LaMnO3+δ具有较强的抗积炭性能,二者均为甲烷二氧化碳重整反应优良的载体。     

甲烷临氧催化转化制合成气研究进展

介绍了国内外甲烷临氧催化转化制合成气的研究进展,结合本课题组的研究结果及文献报道,对甲烷部分氧化、甲烷临氧二氧化碳重整、甲烷临氧水蒸气重整及甲烷-二氧化碳-水-氧气耦合三重整反应进行了阐述和分析,综述了在催化剂体系、反应机理和工艺条件等方面取得的近期研究成果.最后对甲烷临氧催化转化制合成气技术今后的研究重点及应用领域作了展望.     

天然气转化制备合成气研究进展

综述了目前转化利用天然气制备合成气的主要方法,包括甲烷水蒸气重整、甲烷部分氧化、甲烷二氧化碳重整、甲烷水蒸气重整与部分氧化耦合反应、甲烷部分氧化与二氧化碳重整耦合反应、甲烷水蒸气重整与二氧化碳重整耦合反应以及甲烷的三重整反应,重点介绍了前3种典型反应所用的催化剂,最后提出将这3种典型反应耦合使用,并辅以晶格氧工艺、等离子体技术、微波技术是未来甲烷转化制备合成气的发展趋势。     

分形在催化剂筛选和活性考察中的应用

对于甲烷、二氧化碳与氧气催化氧化重整反应,在利用盒子维法测定催化剂表面分形维数的基础上,考察了表面分形维数与催化剂筛选、催化剂制备方法、稀土元素添加量和催化剂反应前后的处理等之间的关系,实验证明分形是一种有效的工具.     

探究CO2催化重整中镍基催化剂的抗积碳性

在焦油的CO2重整过程中,使用铁掺杂来增加单金属镍基催化剂的抗焦炭性.研究了单金属Ni/ZrO2和双金属Ni-Fe/ZrO2催化剂在甲苯二氧化碳重整反应中的催化活性和抗结焦性.结果表明,添加铁后对重整反应的促进作用是镍铁合金中镍和铁之间的相互作用的原因.同时,铁掺杂后,镍基催化剂表面上的焦炭沉积也被抑制,Ni-Fe/Z...     

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。     

制备方式对Ni-ZrO_2催化剂在甲烷二氧化碳重整中催化性能的影响

分别采用浸渍法、共沉淀法和P123改性的共沉淀回流法制备了不同的Ni-ZrO_2催化剂,并利用BET、XRD、TPR、TGDTA和TEM对催化剂的性质进行表征,同时考察了不同方法制备的Ni-ZrO_2催化剂的甲烷二氧化碳重整催化性能。结果表明,采用P123改性的共沉淀回流法制备的催化剂(Ni-ZrO_2-C-96)具有无定形的介孔结构,促进了Ni的高度分散,在甲烷二氧化碳重整反应中表现出良好的催化活性和稳定性,甲烷的转化率达到86%,并且在10 h的反应过程中活性高度稳定。     

甲烷水蒸汽重整反应制氢催化剂的研究进展

介绍了包括镍基和贵金属基甲烷水蒸汽重整反应制氢催化剂的最新研究进展。分析了催化剂的活性组分、载体和助剂对催化剂的活性和稳定性的影响。最后,对甲烷水蒸汽重整反应制氢催化剂未来的研究方向进行了展望。     

用于甲烷二氧化碳重整新型催化材料的研究进展

甲烷二氧化碳重整因具有环境保护与资源利用的双重效益而备受关注,与其相关的催化材料研究取得了巨大进步。本文回顾了甲烷二氧化碳重整反应催化剂研究方面的主要工作,概述了近年来该领域中新型催化材料的研究进展。     

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。     

甲烷干重整Ni基催化剂失活及抑制失活研究进展

使用甲烷和二氧化碳为原料,通过甲烷干重整反应可以将其转化为合成气。由于此反应可以利用甲烷和二氧化碳这两种温室气体,因而近年来受到了研究人员广泛的关注。其中,反应所使用的Ni基催化剂由于其较高的活性和较低的成本得到了较为深入的研究。针对甲烷干重整Ni基催化剂,本文简要介绍了几种常用的制备方法,并指出了在反应条件下存在的活性组分Ni的烧结和积炭的生成这两个问题,还详细分析了其各自的影响因素。另外,还从使用特殊载体、添加助剂以及构造特殊结构三方面阐述了甲烷干重整Ni基催化剂的失活解决方案,并指出解决催化剂的烧结和积炭问题是当前该领域的研究重点。     

甲烷二氧化碳催化重整制合成气的研究进展和工艺技术

近几年随着我国科学技术和经济水平的不断发展和提升,随之而来的环境问题也日益严峻,而二氧化碳则是重要的一环,为此我国政府以及相关工作部门加强了对甲烷和二氧化碳催化重整制合成气的研究力度。在甲烷和二氧化碳催化重整的相关技术取得阶段成果的同时,在反应时涉及的难点部分:催化剂的活性组分、载体的研究以及助剂的研究取得了突破,这体现出对工业发展质量和速度的高度肯定,但重整过程中仍然存在催化剂积碳失活等问题。主要对重整过程进行了综述,对重整过程需要的催化剂活性组分、载体以及催化剂积碳行为进行了介绍,并对制备方法进行了讨论。     

甲烷二氧化碳催化重整制合成气研究进展

参阅了甲烷催化二氧化碳重整制合成气反应研究方面33篇文献,概述了近年来在该研究中催化剂活性组分选择、载体效应、助剂的作用和催化剂积炭行为方面的研究进展。     

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。