Ni取代六铝酸镧催化剂LaNiAl_(11)O_(19)表面积炭研究

通过 TEM、XPS、TGA、TPR-CO2 技术 ,对在 Ni取代六铝酸镧催化剂 La Ni Al1 1 O1 9表面上的甲烷裂解积炭、甲烷二氧化碳重整积炭及二氧化碳的消炭行为进行了研究 ,以探索该催化剂表面积炭形貌、来源、积炭物种以及积炭活性 .结果表明 ,甲烷具有相当高的裂解积炭活性 ,裂解后生成炭化物 ( carbide炭 )和石墨炭两种不同活性的炭种 ;二氧化碳的解离活性则相对较低 ,但其消除催化剂表面积炭活性却相当高     

Ba调变复合氧化物LaxBa1-xNiAl11O19-δ催化剂的制备和性能表征

制备了Ba调变Ni基复合氧化物催化剂LaxBa1-xNiAl11O19-δ,并通过XRD、XPS、TPR、TEM、BET和TGA等技术对催化剂的结构、性质和对甲烷二氧化碳重整制合成气反应的催化性能以及催化剂表面积炭情况进行了表征.结果表明,Ba调变后复合氧化物的微观结构随Ba调变量发生规律性变化,但结构的改变对催化剂的理化性质和催化性能均无明显影响,该系列Ni基复合氧化物都具有较好的催化活性以及较高的抗烧结和抗积炭性能,是甲烷二氧化碳重整制合成气反应选择氧化的良好催化剂.     

天然气二氧化碳转化制合成气的研究──催化剂抗积炭性能(英文)

采用脉冲色谱技术、ＸＲＤ、ＴＰＲ和ＸＰＳ等方法研究了在天然气二氧化碳转化制合成气反应中催化剂的抗积炭性能。实验结果表明,在Ｎ　Ａｌ２Ｏ３催化剂中添加ＣｅＯ２和ＭｇＯ助剂（催化剂记为Ｎｉ／ＡＲＭ）能有效抑制甲烷脱氢反应,提高二氧化碳消炭能力,增加催化剂的抗积炭性能。其主要原因是,添加ＣｅＯ２和ＭｇＯ助剂增加了活性组分镍的分散度,加强了活性组分和载体的相互作用。改性后的Ｎｉ／ＡＲＭ催化剂在１０２３Ｋ、二氧化碳／天然气／氧气比为２．４／０．１以及１１２３Ｋ、二氧化碳／天然气／氧气比为１．４／１／０．０５的条件下反应８００小时后活性不降低,产物中合成气（ＣＯ＋Ｈ２）摩尔百分含量始终保持在９４－９６％左右。说明该催化剂具有较高的活性、选择性和抗积炭性。     

甲烷二氧化碳重整制合成气镍-钴双金属催化剂

积炭;甲烷二氧化碳重整制合成气镍-钴双金属催化剂     

六铝酸盐SrNiAl11O19—δ催化二氧化碳重整甲烷制合成气反 …

本文通过晶格取代作用，制备了以Ｎｉ为活性组分的六铝酸盐复合氧化物催化剂ＳｒＮｉＡｌ１１Ｏ１９－δ并通过ＸＲＤ，ＸＰＳ，ＴＰＲ等实验技术，对催化剂的结构和性质进行了表征。结果表明，六铝酸盐ＳｒＮｉＡｌ１１Ｏ１９－δ对二氧化碳重整甲烷制合成气反应具有良好的催化活性和稳定性，在７８０℃反应２小时，ＣＨ４和ＣＯ２转化率分别为９５．０％和９３．４％，没有发现活性组分Ｎｉ高温烧结和催化剂失活。     

CH4、CO2与O2制合成气催化剂研究Ⅵ.催化剂表面积炭种类和积炭动力学研究

利用XPS考察了甲烷、二氧化碳和氧气制合成气反应前后Ni/γ-Al2O3和Ni-Ce-Mn-Li/γ-Al2O3催化剂表面炭物种.发现反应后Ni/γ-Al2O3催化剂表面积炭有四种类型-表面碳酸盐、污染炭、金属炭化物和非活性炭,而高活性和稳定性Ni-Ce-Mn-Li/γ-Al 2O3催化剂表面积炭仅有两种类型--污染炭和金属炭化物.非活性炭是导致催化剂失活的主要原因之一.积炭动力学研究表明: Ni-Ce-Mn-Li/γ-Al 2O 3催化剂上积炭反应的动力学方程为: r0=A·e(-E)/(RT)·PCH41.1·PO2-0.45·PO2-1.80,该催化剂积炭反应的表观活化能较高,从而抑制积炭反应的进行.     

CH4、CO2与O2制合成气催化剂研究VI．催化剂表面积炭种类和积炭动力学研究

利用XPS考察了甲烷、二氧化碳和氧气制合成气反应前后Ni/γ-Al2O3和Ni-Ce-Mn-Li/γ-Al2O3催化剂表面炭物种.发现反应后Ni/γ-Al2O3催化剂表面积炭有四种类型-表面碳酸盐、污染炭、金属炭化物和非活性炭,而高活性和稳定性Ni-Ce-Mn-Li/γ-Al 2O3催化剂表面积炭仅有两种类型--污染炭和金属炭化物.非活性炭是导致催化剂失活的主要原因之一.积炭动力学研究表明 Ni-Ce-Mn-Li/γ-Al 2O 3催化剂上积炭反应的动力学方程为 r0=A·e(-E)/(RT)·PCH41.1·PO2-0.45·PO2-1.80,该催化剂积炭反应的表观活化能较高,从而抑制积炭反应的进行.     

M调变六铝酸盐MNiAl_(11)O_(19-δ)的制备和对CO_2重整甲烷制合成气的催化性能(英文)

通过Ｍ的调变作用,制备了一系列六铝酸盐ＭＮｉＡｌ_（１１）Ｏ_（１９－δ）（Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ和Ｂａ）作为二氧化碳重整甲烷制合成气反应新催化剂,探索了它们的结构和催化性能。结果表明,这些催化剂在高温下对二氧化碳重整甲烷制合成气反应都表现出良好的催化活性和稳定性,在７８０℃下反应２小时,甲烷和一氧化碳转化率均在９３．４％和９１．２％以上,没有发现活性组分Ｎｉ的高温烧结和催化剂失活。同时,不同Ｍ调变对六铅酸盐催化剂的催化活性有不同影响。     

在甲烷部分氧化制合成气中Pt-Ni/Al_2O_3催化剂中的Pt-Ni协同作用机理(英文)

甲烷部分氧化制合成气的研究是在Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３催化剂上进行的。结果表明,添加少量的Ｐｔ可显著提高甲烷转化率和ＣＯ选择性并增加Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３催化剂的稳定性。通过ＸＲＤ、ＸＰＳ、ＴＰＲ和ＴＰＤ等表征手段发现,Ｐｔ－Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３催化剂中形成了Ｐｔ－Ｎｉ合金,Ｐｔ在催化剂表面富集。分析ＴＰＲ和ＴＰＤ数据可知,Ｐｔ－Ｎｉ双金属的相互作用阻止了催化剂的烧结和Ｎｉ的流失,提高了催化剂的活性。另外,Ｐｔ－Ｎｉ的协同作用也抑制了催化剂表面积炭的产生。     

CH_4、CO_2与O_2制合成气催化剂研究 VI.催化剂表面积炭种类和积炭动力学研究

利用XPS考察了甲烷、二氧化碳和氧气制合成气反应前后Ni/γ-Al2O3和Ni-Ce-Mn-Li/γ-Al2O3催化剂表面炭物种.发现反应后Ni/γ-Al2O3催化剂表面积炭有四种类型-表面碳酸盐、污染炭、金属炭化物和非活性炭,而高活性和稳定性Ni-Ce-Mn-Li/γ-Al2O3催化剂表面积炭仅有两种类型——污染炭和金属炭化物.非活性炭是导致催化剂失活的主要原因之一.积炭动力学研究表明:Ni-Ce-Mn-Li/γ-Al2O3催化剂上积炭反应的动力学方程为:-0.45·PO2-1.80,该催化剂积炭反应的表观活化能较高,从而抑制积炭反应的进行.1.1·PO2r0=A·e-ERT·PCH4     

Kinetics of Carbon Deposition on Hexaaluminate LaNiAl11O19 Catalyst During CO2 Reforming of Methane

In this paper, the properties of carbon deposited on hexaaluminate LaNiAl11O19 catalyst were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and in the meantime, the amount of carbon deposited on the catalyst, after both CH4 decomposition and CO2 reforming of CH4, was determined by means of thermogravimetric analysis (TGA), respectively. The rates of carbon deposited on the catalyst were also investigated and the apparent kinetic equation of CO2 reforming of CH4: vc = kp0.72(CH4).p-0.55(CO2), was established by analyzing the relation between the rates of deposited carbon and the pressure ratio of CH4 and CO2.     

Carbon nanotubes as a support for Pt-and Pt-Ru-catalysts of reactions proceeding in fuel cells

Comparative study of two types of single-wall carbon nanotubes and standard carbon black Vulcan XC-72 as supports for catalysts of reactions proceeding in fuel cells is carried out. The nanotubes were prepared by arc method; they differed in the degree of their purifying from amorphous carbon and metal impurities. The structure and hydrophobic-hydrophilic properties of these carbon supports are studied by etalon porosimetry. The effect of the supports’ specific surface area on the deposited catalyst particles size and specific surface area is studied. The catalysts (Pt-Ru and Pt) were deposited from aqueous solutions of their salts. Platinum was also deposited by thermal decomposition of ethoxy clusters. It is shown that in methanol oxidation reaction at the Pt-Ru catalysts the current values per unit true surface area do not depend on the support nature, provided the catalyst loading is equal and the particle size is similar. When oxygen is reduced at platinum deposited onto purified nanotubes and the carbon black Vulcan XC-72, specific kinetic currents also are close to each other. It is shown that the degree of nanotubes purification and their structure affect the kinetics of this reaction significantly.     

低Ni含量和低比表面积六铝酸盐LaNiAl_(11)O_(19-δ)催化剂上CH_4-CO_2重整反应的积炭

利用X射线粉末衍射、氢程序升温还原、X射线光电子能谱和透射电镜技术研究了在低Ni含量和低比表面积六铝酸盐催化剂LaNiAl_(11)O_(19-δ)上CH_4-CO_2重整反应的积炭行为,考察了该催化剂表面积炭的形貌、来源、积炭物种及其反应性能.结果表明,LaNiAl_(11)O_(19-δ)催化剂表面积炭主要由甲烷裂解产生,并以Ni的碳化物形式存在于活性中心Ni的周围.根据积炭物种活化程度的难易可分为C_α,C_β和C_γ三种类型,其中C_α为容易被CO_2消除的化合碳,而C_β和C_γ则是不易被CO_2消除的石墨碳.透射电镜结果表明,C_α以碳纳米管形式分布于催化剂颗粒周围,但金属Ni活性中心仍能暴露于气相中,因而不影响催化剂的活性.     

多巴胺为前驱体过渡金属与N共同掺杂的碳纳米管催化剂ORR性能研究

采用多巴胺的自氧化聚合在多壁碳纳米管表面进行聚合沉积修饰,经热处理可得到氮掺杂的碳纳米管催化剂,通过调整沉积次数可控制表面聚多巴胺C-N膜的厚度,从而调控N的掺杂量.研究沉积次数对多壁碳纳米管催化剂表面形貌、化学组成及原子结合形态的影响,并考察N掺杂的多壁碳纳米管催化剂的氧还原反应活性.在此基础上,用多巴胺配合Mn、Fe离子进行共同聚合沉积,热处理后得到Mn(Fe)、N共同掺杂的多壁碳纳米管催化剂,对催化剂进行了多种测试和电化学表征.循环伏安和线性扫描的电化学表征表明,N掺杂可有效提高催化剂的氧还原反应(ORR)活性,C-N膜的厚度会影响催化剂性能,Mn(Fe)-N@MWCNTs催化剂的氧还原活性高于只有N掺杂的催化剂,两种催化剂氧还原反应均为4电子反应路径,可直接将氧气还原成H_2O,且F e-N@MWCNTs催化剂表现出较好的抗甲醇能力.SEM照片可以看到聚多巴胺在碳纳米管表面形成C-N膜;R aman分析表明聚多巴胺沉积后提高了催化剂表面的无序性,缺陷增多;XPS表征显示过渡金属的掺杂改变了CN_x的结合状态.     

Preparation and electrocatalytic activities of platinum nanoclusters deposited on modified multi-walled carbon nanotubes supports

Multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) were modified by oxyfluorination treatment at several different temperatures of 20, 100, 200, and 300 °C. The changes of surface properties of oxyfluorinated MWNTs were investigated using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) method. As a result, it was found that surface fluorine contents were varied with changing an oxyfluorination temperature and showed a maximum value at 100 °C. By changing the treatment temperature in the process of oxyfluorination for carbon supports, the surface characteristics of MWNTs had been modified, resulting that the size and loading content of deposited Pt on the modified carbon supports could be changed. Consequently, Pt deposited MWNTs that were treated at 100 °C (Pt/100-MWNTs) showed the best electroactivity among samples. The enhanced electroactivity was dependent on the higher surface area of electrochemical reaction for metal catalyst, which was related to the particle size and the morphology of the deposited particle catalysts.     

基于程序升温氢化表征的Ni-Al2O3催化剂上CO2-CH4重整反应积炭研究

采用水热沉积法制备Ni-Al₂O₃催化剂,用于CO₂-CH₄重整反应;基于程序升温氢化（TPH）表征,研究了反应时间、温度、原料气CO₂/CH₄比例和空速等因素对CO₂-CH₄重整反应过程中Ni-Al₂O₃催化剂上表面积炭行为的影响。结果表明,表面积炭是导致催化剂重整反应失活的重要原因。随反应时间的延长,催化剂表面积炭量增多,虽未成比例增加,但其TPH峰温有向高温方向移动的趋势,表明所积之炭的石墨化程度增加。反应温度和空速对催化剂表面积炭也有一定影响,且空速的影响更大。另外,由于CO₂消炭反应（CO₂+C=2CO）的存在,CO₂/CH₄比例对表面积炭的影响也很大。CO₂/CH₄比例太低,不能明显抑制积炭;随着CO₂/CH₄比例增加,积炭将得到有效抑制,但CO₂/CH₄比例过高,CO₂在产物中的分离和回收再利用将使成本增加。     

甲烷干重整催化剂Ni/Al2O3表面积炭表征与分析

用蒸发法制备了Ni/Al2O3催化剂及浸渍法制备了Ni/α-Al2O3和Ni/γ-Al2O3催化剂, 并与商品天然气水蒸气重整催化剂Z118Y一起进行了甲烷干重整实验, 考察了各催化剂上表面积炭行为. 通过H2程序升温还原(H2-TPR)、BET(Brunauer-Emmett-Teller)比表面积分析、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、热重-差式扫描量热(TG-DSC)、程序升温氢化(TPH)等表征手段对催化剂表面沉积炭的特性进行了表征. 结果表明, 各催化剂上至少存在三种形式的碳物种: 无定形碳、丝状碳及石墨碳. 由于载体性质不同, 各催化剂上沉积炭的种类及其含量有所差别. Z118Y、Ni/Al2O3及Ni/α-Al2O3催化剂上主要沉积丝状炭, 而Ni/γ-Al2O3催化剂上则主要是石墨碳. Ni/γ-Al2O3催化剂中金属Ni颗粒较小(小于15 nm)、粒径分布范围较窄、分散性较好, 能减少催化剂表面炭的沉积, 有效地抑制丝状碳的生长.     

Pt纳米颗粒在氮掺杂空心碳微球上的高分散负载及其氧还原性能

通过热解自聚合多巴胺法制备了氮掺杂空心碳微球(N-HCMS), 并采用微波辅助乙二醇还原方法把Pt纳米粒子负载于N-HCMS上制得了Pt/N-HCMS催化剂. 催化剂的表面形貌、晶体结构及其比表面积和孔径分布等分别采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪及比表面分析仪等进行表征. 采用循环伏安法和线性扫描伏安法研究了Pt/N-HCMS 催化剂在酸性条件下的电催化氧还原性能. Pt/N-HCMS 催化剂由于Pt纳米粒子的均匀分散、N-HCMS载体的快速电子传递及其独特的微孔和中空结构而具有很高的电催化氧还原活性, 其质量比活性是E-TEK Pt/C 催化剂的近两倍. Pt/N-HCMS 催化剂还具有优良的稳定性. 本工作对于开发高性能的燃料电池阴极催化剂具有重要意义.     

CO2 reforming of methane over zirconia-supported nickel catalysts, II. Thermogravimetric analysis

Thermogravimetric analysis has been used to study carbon deposition during the CO₂ reforming of methane over Ni/ZrO₂ catalysts. The carbon deposits form on the reduced catalyst at a very fast rate during temperature-programmed surface reaction of reforming, and reach a steady state below 973 K. So, the amount of deposited carbon remains constant on the catalyst during the reaction at 973 K. A relationship between the amount of deposited carbon and the activity reveals that the initially formed carbon acts as a reaction intermediate and reacts with CO₂ to produce CO.     

甲醇气相羰基化Ni/AC催化剂的失活行为

采用连续流动固定床反应装置,Ni/AC作为催化剂,在533 K、1.5 MPa、CO/CH3OH/CH3I摩尔比20/19/1、7.5 gcat·h·mol－1下考察了催化剂的稳定性,并通过XPS、ICP和XRD等技术对甲醇气相羰基化反应前后Ni/AC催化剂进行了表征。结果表明,长时间运转催化剂表面形成NiI2,使具有催化活性的Ni0活性中心数量减少,活性降低。XPS结果显示羰基化活性中心Ni不断迁移并在催化剂表面富集,导致积炭效应,堵塞催化剂孔道,使催化剂失活。进一步对积炭类型研究,发现形成的碳物种主要是石墨型碳。Ni向催化剂表面迁移富集,并与CO形成可挥发的Ni(CO)4,造成金属镍的大量流失由ICP所证实。