CH4-CO2两步反应直接转化合成含氧化合物研究

 通过对CH4低温活化与CO2加氢研究成果的分析,提出了在CO2加氢催化剂上CH4表面吸附物种与CO2低温转化直接合成含氧化合物的可行性,并进行了热力学分析和实验验证．实验结果表明,CH4表面吸附物种与CO2在Cu－Co基催化剂表面相互作用能生成醇、醛、酸、酮和两种环戊烷衍生物Ⅰ和Ⅱ,产物分布随进料方式而有很大的变化,但无论哪种方式都有乙酸和环戊烷衍生物Ⅰ生成．就乙酸收率而言,最佳反应条件为T＝523K,n（Cu）／n（Co）＝5．FT－IR测试结果表明,反应后催化剂表面有CHx和CHxO生成．     

反应条件对Mo2C/Al2O3催化的POM制合成气的影响

考察了反应温度、气体空速和进料中CH4：O2比值对Mo2C／Al2O3催化的POM反应制合成气的影响．结果发现较高的温度具有较高的甲烷转化率、CO和H2的选择性；而在较低的温度下，对CO的选择性比对H2的影响更大．反应气体的空速较小时对于甲烷的转化率、CO和H2的选择性是有利的；而在较高的气体空速下，氢气的选择性则更低．进料中CH4：O2比值稍高于2：1时有利于获得高的甲烷转化率、CO和H2的选择性．并且还可以增加催化剂的稳定性．当CH4：O2比值低于2：1时．甲烷转化率、CO和H2选择性随反应的进行急剧下降．而当此比值调整到高于2：1时．转化率和选择件都可以得到恢复。     

抗积炭CH_4/CO_2重整用Ni/Al_2O_3催化剂

甲烷转化制备的合成气是合成液体燃料和含氧有机化合物的原料 .甲烷转化制合成气的方法有甲烷蒸汽重整、甲烷部分氧化和甲烷、二氧化碳重整 3种 [1～ 3] .对于 CH4/CO2 重整反应 ,调节进料比可制备出 H2 /CO≤ 1、富含 CO的合成气 ,它适于羰基合成和 F- T合成 .这种方法一方面充分利用碳资源 ,缓解能源危机 ;一方面可减少温室气体的排放 ,改善人类的居住环境 .目前倍受关注 .CH4/CO2 重整制合成气 ,Rh、Ru、Pd、Ir等贵金属有很高的活性和稳定性 [4] .但其价格昂贵 ,高温易流失 ,商业化困难 .Ni基催化剂的活性与贵金属相当 ,但它易积…     

甲烷在Ni/TiO2催化剂表面的活化

考察了Ni/TiO2催化剂甲烷部分氧化和二氧化碳重整制合成气的反应活性,实验表明,以TiO2为载体的镍系催化剂对于甲烷部分氧化制合成气反应具有较好的活性,尤其对H2的选择性较高,对二氧化碳重整制合成气反应具有较好的低温反应活性.采用脉冲-质谱在线分析等技术,在无气相氧条件下向Ni/TiO2催化剂脉冲CH4,发现甲烷在催化剂表面的活化（转化）及其氧化产物的选择性与金属催化剂表面氧的浓度密切相关.CH4与Ni/TiO2催化剂作用过程中存在明显的氢溢流和氧溢流现象,可能是这种溢流效应使得Ni/TiO2催化剂具有良好的反应活性和抗积碳性能.     

“短接触”CH4CO2两步反应和CO2加氢研究

 在以往研究工作的基础上,针对交替进料方式存在的局限性,采用在两步进料的间隙通入惰性气体来实现“短接触”反应. 结果表明,“短接触”可有效地抑制CH4-CO2两步反应中副产物的生成,提高目的产物的选择性; 对于CO2加氢反应,“短接触”可使含氧化合物的生成速率和选择性得到显著提高. 同时,在“短接触”的CO2加氢反应中,醇是初级产物,其生成速率较快,链增长方式可用烯醇缩合机理解释,不受表面活泼碳氢物种的影响; 烃是次级产物,其生成速率较慢,链增长方式可用表面活泼碳氢物种聚合机理解释. “短接触”反应有可能成为CO2或CO加氢中提高醇收率和选择性的有效方法.     

NOx催化的甲烷气相氧化反应

 考察了没有固体催化剂时NOx对甲烷气相氧化的催化作用，并用原位红外光谱研究了CH4－O2－NOx体系随温度的变化．实验结果表明，NOx对甲烷气相氧化有很高的催化活性．在20％CH4－10％O2体系中加入0．05％～0．2％的NO后，反应温度可降低200～300℃，在650～700℃下反应时，CH4转化率和CO选择性可分别达到38％和90％，产物中的n（H2）／n（CO）比为0．4～0．7．反应产物中可观察到有甲醛、甲醇和乙烯等，通过改变反应条件可以控制各组分的相对浓度．     

CH_4、CO_2与O_2制合成气用Ni-Ce/γ-Al_2O_3催化剂的制备与催化活性的关系

利用 DTA-TGA、TPR、XRD和 XPS等表征手段 ,对用不同方法制备的催化剂进行表征 ,并结合催化剂的活性评价结果 ,研究 Ni-Ce/γ-Al2 O3催化剂的制备方法与催化活性的关系 .结果表明 ,无论浸渍法或共沉淀法制备的催化剂 ,都具有较高的 CH4转化活性 .这说明在反应过程中甲烷的活化仅与催化剂表面存在Ni物种相关 ,而与催化剂上 Ni Al2 O4的还原程度关系不大 .但对于 CO2 的活化 ,共沉淀法制备的催化剂 ,在高温还原预处理和反应过程中 ,晶型不完整的 Ni Al2 O4所还原生成的新鲜态的、低价 Ni物种 ,具有较强的活化能力 .因此共沉淀法制备的催化剂较浸渍法制备的催化剂具有更高的 CO2 的转化率和 CO的收率     

CH4、CO2与O2制合成气用Ni-Ce/γ-Al2O3催化剂的制备与催化活性的关系

利用DTA－TGA、TPR、XRD和XPS等表征手段,对用不同方法制备的催化剂进行表征,并结合催化剂的活性评价结果,研究Ni-Ce/γ-Al2O3催化剂的制备方法与催化活性的关系。结果表明,无论浸渍法或共沉淀法制备的催化剂,都具有较高的CH4转化活性。这说明在反应过程中甲烷的活化仅与催化剂表面存在Ni物种相关,而与催化剂上NiAl2O4的还原程度关系不大。但对于CO2的活化,共沉淀法制备的催化剂,在高温还原预处理和反应过程中,晶型不完整的NiAl2O4所还原生成的新鲜态的、低价Ni物种,具有较强的活化能力。因此共沉淀法制备的催化剂较浸渍法制备的催化剂具有更高的CO2的转化率和CO的收率。     

Ni/γ-Al2O3催化剂上CH4-CO2重整体系中积碳-消碳的研究

用动态热重技术和色谱技术联用以及XRD和TEM等表征手段,研究了Ni/γ-Al2O3催化剂上甲烷－二氧化碳重整体系的积碳和消碳及其与一氧化碳产率之间的关系。结果表明,二氧化碳与甲烷有不同的活性中心,二氧化碳的存在不改变甲烷活化积碳的本质,但可通过及时将表面含碳物种转化为一氧化碳而降低积碳速率,二氧化碳能消去活泼的须状碳,但不易消去惰性的石墨碳。等摩尔条件下二氧化碳消碳能力弱于甲烷活化积碳,二氧化碳适度过量可有效抑制积碳,n(CO2)/n(CH4)≈1.3为进料比最佳值,此时积碳－消碳达到动态平衡,可获得最高的一氧化碳产率和较低的积碳速率,且该值不受温度影响。Ni/γ-Al2O3催化剂有很强的再生能力,但反复积碳－消碳会使催化剂镍晶粒度增大,分散度下降,从而导致不可逆失活。     

光照和加热条件下Pt/TiO_2催化二氧化碳加氢(英文)

浸渍法制备了Pt负载量为0.5 to 2%的Pt/TiO2催化剂,考察它们在光照和加热条件下二氧化碳催化加氢性能.结果表明,二氧化碳加氢反应均可在Pt/TiO2的催化下进行,但在不同反应条件下加氢反应通过不同方式进行.在加热条件下,二氧化碳可转化为一氧化碳和甲烷,且在低温加热条件下一氧化碳是主产物(CO选择性为100%,250℃,0.5%Pt/TiO2).在1.5%Pt/TiO2催化剂上,当反应温度从250℃升高到450℃时,CH4的选择性由0增加到60.94%.同时,增加Pt的负载量也会导致CH4的选择性的增加.然而,在光照条件下,产物只有甲烷.CO2-TPD结果表明,二氧化碳通过羰基基团与作为吸附中心的Pt相连接.结合催化活性与表征结果,提出在光照条件下,反应可能以二氧化碳和氢气分别被光生电子活化反应生成甲酸中间体,随后经由甲酸加氢和脱水生成甲烷的机理进行.而在加热条件下,反应可能以二氧化碳首先吸附在催化剂表面形成羰基Pt物种,随后加氢生成一氧化碳,一氧化碳继续加氢生成甲烷的机理进行.     

STUDY ON POLYMER-Ru-Co BIMETALLIC COMPLEXES CATALYSTS Ⅱ.X-RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPIC ANALYSIS

Polymer Ru-Co bimetallic complexes have been examined by X-ray photoelectron spectroscopy.The catalyst is highly active only when the mole ratio of Co/Ru is 4: 3. The activity of catalysts does not depend on the total Co/Ru ratio, but on the surface stoichiometry of Co and Ru. When the relative intensities of Co_2_p and Ru_(3d) of XPS peaks are close to each other and both are high,the catalyst exhibits its maximum activity The mechanism ofcatalytic hydroformylation has been discussed.     

Co-Pd催化剂上CH4/CO2合成乙酸反应中CO2与表面金属物种作用的密度泛函理论研究

采用广义梯度近似(GGA)的密度泛函理论(DFT)(DFT-GGA)对Co-Pd催化剂上CH4/CO2两步法合成乙酸反应中CO2与金属表面物种M—H(M=Co,Pd)和Pd—CH3的插入反应机理进行了研究, 给出了CO2与M—H和Pd—CH3的插入反应机理. 计算结果表明, 在CO2与M—H和Pd—CH3相互作用的4个反应路径中, 反应以CO2与Co—H作用生成产物HCOO—Co为动力学优先路径, 但由于HCOO以双齿形式与金属Co结合, 其结合能较大, 导致HCOO在金属表面不易脱附, 故较难形成甲酸; 反应生成H3CCOO—Pd产物路径次之, H3CCOO和Pd之间结合能较小, H3CCOO容易脱附形成主产物乙酸; 生成H3COOC—Pd反应为动力学最不利路径, 故甲酸甲酯为动力学禁阻产物; 计算结果与实验结果吻合得很好.     

担载Ru-Co原子簇催化剂在乙烯甲酰化中的催化行为

众所周知，催化活性和选择性与活性组分的粒度，结构有很大的关系，而通过金属有机原子簇化合物载于无机载体上可以获得金属高分散度和金属组分组分均匀的催化剂，在一系列反应中显示了较高的活性和选择性［１－３］，在前面的研究中，肖丰收等报导了担载的Ｒｕ－Ｃｏ双金属原子簇催化剂在ＣＯ＋Ｈ２反应中对含氧化合物的形成显示了很高的活性和选择性［４－５］，在本文中利用红外光谱等技术研究了在ＳｉＯ２担载的Ｒｕ－Ｃｏ双金属     

担载Ru-Co原子簇催化剂在乙烯甲酰化中的催化行为

众所周知，催化活性和选择性与活性组分的粒度、结构有很大的关系，而通过金属有机原子簇化合物载于无机载体上可以获得金属高分散度和金属组分组成均匀的催化剂，在一系列反应中显示了较高的活性和选择性[1-3]．在前面的研究中，肖丰收等报导了担载的Ru－CO双金属原子簇催化剂在CO＋H2反应中对含氧化合物的形成显示了很高的活性和选择性[4-5]．在本文中，作者利用红外光谱等技术研究了在SiO2担载的Ru－Co双金属原子簇催化剂上乙烯甲酸化反应，并对含氧化合物的形成机理进行了讨论．1实验部分在催化剂的制备过程中所有的操作都是在高纯…     

不同粒径的Ni/SiO2催化剂上CH4和CO2吸附活化的漫反射傅里叶变换红外光谱研究

 采用原位漫反射傅里叶变换红外光谱研究了CH4和CO2在不同粒径的Ni/SiO2催化剂上的吸附及活化. 结果表明,在不同粒径的催化剂上,检测到有CH4解离生成的CHx(x=1～3)物种,以及催化剂表面吸附的CHx物种与表面-OH 作用生成的CHx-O物种. CH4的裂解强烈依赖于催化剂表面Ni颗粒的大小,在粒径8 nm左右的Ni颗粒上, CH4较易解离; CO2难以直接在Ni/SiO2催化剂表面发生解离吸附,但CH4解离生成的吸附H对CO2的解离吸附具有明显的促进作用; CH4与CO2共吸附时,较小粒径的Ni可以促进CO2与表面氧物种发生反应,生成单齿表面碳酸盐物种.     

光促CO2和H2O在Cu/TiO2－NiO上的表面反应

光促表面催化反应;复合半导体;光促CO2和H2O在Cu/TiO2－NiO上的表面反应     

RuCo催化剂CO加氢形成含氧物的中间体：甲酰基

进行了在SiO_2担载的Ru-Co双金属原子簇催化剂上合成气(CO+H_2)反应和模型化合物吸附的红外、质谱研究. 结果表明, 在原子簇制备的Ru-Co/SiO_2催化剂上, 在453 K下合成气(CO+H_2)反应在红外谱图产生了1584 cm~(-1)谱带, 它与CO加氢反应中含氧化台物的生成速率成线性关系. 因此提出了此谱峰对应着在CO加氢反应中生成古氧化合物的一个十分重要的中间体. 以CO+D_2、~(13)CO+H_2和~(13)CO+D_2代替CO+H_2, 在Ru-Co/SiO_2催化剂中, 1584 cm~(-1)谱带分别位移至1575、1542和1539 cm~(-1)处. 还观察到, 1584 cm~(-1)物种与H_2反应, 产物给出了CH_4和CH_3OH; 如果1584 cm~(-1)物种和D_2反应则生成CHD_3和CHD_2OD. 这些结果提出了1584 cm~(-1)谱带归属于表面甲酰基的羰基振动, 这同Ru-Co/SiO_2催化剂吸附甲醛的结果基本一致.     

Mn-CaO催化剂上甲烷-二氧化碳共活化制C_2烃研究II.催化剂表征及反应机理研究

在Mn-CaO催化剂开展了一系列的表征,包括XRD,XPS,CO2-TPD.结合催化剂评价、表征结果,对催化反应机理进行了推测,指出Mn组分与催化剂的活性相关联而Ca组分的主要作用是提供吸附型的CO2(a)*,反应过程中形成的Mn3+/Mn2+离子对在CO2和CH4的活化过程中扮演了重要角色.     

Activity and Selectivity in CO Hydrogenation with Silica-supported Ru-Co Bimetallic Cluster-derived Catalysts

The catalytic performance of bimetallic Ru-Co catalysts prepared from a series of H3Ru3Co(CO)12. RuCo2(CO)11 and HRuCo3(CO)12 in CO hydrogenation was investigated, and it was found that the Ru-Co bimetallic carbonyl cluster-derived catalysts showed a high activity for products, particularly higher oxygenates, compared with the catalysts prepared from impregnation or co-impregnation of monometallic clusters such as [HRu3(CO)11] and Co4(CO)12. The selectivity for oxygenates in CO hydrogenation highly increased with the molar ratio of Co/Ru in the Ru-Co bimetallic cluster to CO/H2 in feed gas. Raising reaction temperature led to an intensive increase of CO conversion and a considerable decrease of selectivity for oxygenates. In situ FT-IR studies revealed that the band at 1584 cm-1 on Ru-Co bimetallic cluster-derived catalysts at 453 K under syngas (CO/H2 = 0. 5) has a good linear relationship to rates of oxygenate formation, which is likely associated with an intermediate to produce oxygenates in CO hydro