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相似文献
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1.
借助质谱 程序升温表面反应(MS TPSR)技术研究了NiO/悛睞l2O3、700 ℃ H2还原 后的Ni0/悛睞l2O3和添加Pt的NiO/悛睞l2O3催化剂(分别记为NiO、Ni0和Pt NiO)上甲烷 部分氧化反应(POM)的引发行为.结果表明,在CH4+O2气氛下NiO和Ni0具有相同的引发行为 , Ni0在反应气氛下首先被氧化为NiO.在低于760 ℃时, CH4和O2在NiO上发生深度氧化反 应生成H2O和CO2,在770 ℃开始逐渐引发POM反应. Pt NiO在520 ℃左右就能引发POM反应 .在流化床反应器中Pt NiO催化剂500 ℃左右引发POM反应,并且具有与Ni0基本相同的反应 性能,因此添加Pt有利于氧化镍还原为Ni0,从而降低了POM反应的引发温度.  相似文献   

2.
 利用1H MAS NMR技术,在甲烷部分氧化(POM)制合成气反应条件下研究了Rh/SiO2催化剂上氢与金属的相互作用及反应机理. 结果发现,氢气在Rh/SiO2上解离吸附后可能有四种存在形式: 化学位移为δ=-100~-120的可逆(αM)和不可逆(αI)吸附氢物种,δ=0~-100的“氢云”或“氢雾”形式的氢物种和δ=3.0的溢流氢物种. 溢流氢物种是由可逆吸附的氢物种和“氢云”或“氢雾”状态的氢物种溢流到SiO2上并弱吸附在桥式氧(Si-O-Si)附近而形成的. 溢流氢物种活化晶格氧,形成一种POM反应的活性氧物种OH-. 活性氧物种OH-反溢流到Rh上,并与CH4解离吸附在Rh上的CHx物种反应生成含氧中间物种CHxO. CHxO物种的化学位移为5~7. O2参与CHxO物种的进一步氧化,或补充溢流氢夺取桥式氧后形成的缺陷位上的晶格氧,在高温(973 K)反应条件下,O2可能优先补充缺陷位上的晶格氧,使CHx的氧化按表面反应机理进行.  相似文献   

3.
流化床甲烷部分氧化制合成气Ni催化剂及助剂La的作用   总被引:11,自引:0,他引:11  
在流化床中,考察了不同Ni担载量的Ni/γ-Al2O3催化剂对POM反应的催化性能,以8%Ni最佳,TPR结果表明。催化剂表面主要有两种化学状态的NiO。当镍担载量≤2%时,催化剂表面 仅存在一种高温下才能被还原的NiO,在Ni催化剂中添加La,可削弱NiO与载体间的相互作用,并且可减缓在CH4+O2气氛下升温过程中NiO与载体发生强相互作用 生成NiAl2O4,因此添加La的Ni催化剂在750℃就能引发甲烷部分氧化(POM)反应,且反应引发后可获得与经700℃H2还原后的Ni^0催化剂相同的反应性能。  相似文献   

4.
郭建忠  侯昭胤  郑小明 《催化学报》2010,31(9):1115-1121
 在流化床反应器中, 考察了 Ni/SiO2 催化剂上 CH4 或 CH4-C3H8 临氧 CO2 重整 (自热重整) 制合成气反应性能. 结果表明, 在 CH4-C3H8 混合气自热重整反应中, Ni 粒径较小催化剂的活性和抗积炭性能较高, CH4 和 CO2 转化率分别达 75.5% 和 72.6%. C3H8 比 CH4 更易解离及被氧化, 部分 C3H8 解离出来的中间产物 CHx 物种可与吸附 H 结合为 CH4, 因而降低了 CH4 的表观转化率; CHx 也可与吸附的 CO2 物种反应生成 H2 与 CO, 从而促进了 CO2 的转化.  相似文献   

5.
采用原位时间分辨红外光谱和原位显微Raman光谱技术对Ir/SiO2上甲烷部分氧化(POM)制合成气反应的初级产物和反应条件下催化剂表面物种进行了跟踪考察,实验结果表明,在H2预还原的新鲜Ir/SiO2表面,CO是V(CH4):V(O2):V(Ar)=2:1:45混合气反应的初级产物,因而甲烷的直接氧化过程是CO生成的主要途径;而在稳态反应条件下,CO生成的途径可能主要来自CO2和H2O与催化剂表面积碳物种(CHx)和/或CH4的反应.催化剂上生成的积碳可能是导致稳态条件下Ir/SiO2上POM反应机理不同于H2预还原的新鲜催化剂的主要原因.  相似文献   

6.
 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.  相似文献   

7.
采用原位Raman光谱技术,在原料气中的O2未完全耗尽的条件下,对CH4部分氧化制合成气反应的Rh/SiO2催化剂床层前部贵金属物种的化学态以及由CH4解离所生成的碳物种进行了表征.在此基础上采用脉冲反应和同位素示踪技术,比较了CH4的部分氧化及其与H2O和CO2的重整等反应对催化剂床层氧化区内CO和H2生成的相对贡献,并将实验结果与Ra-man光谱表征结果进行了关联.结果表明,在600°C下将还原后的4%Rh/SiO2催化剂切入CH4:O2:Ar=2:1:45原料气,催化剂床层前部未检测到铑氧化物的Raman谱峰,但可清晰检测到源于CH4解离的碳物种;在700°C和接触时间小于1ms的条件下,催化剂床层的氧化区内已有大量CO和H2生成,在相同的实验条件下,CH4与H2O或CO2重整反应对氧化区内合成气生成的贡献则很小;以CH4:16O2:H218O:He=2:1:2:95为原料气的同位素示踪实验结果表明,在原料气中16O2未完全耗尽的情况下,反应产物中C16O的含量占CO生成总量的92.3%,表明CO主要来自CH4的部分氧化反应.上述结果均表明,在O2存在下Rh/SiO2催化剂上CO和H2可以通过CH4直接解离和部分氧化机理生成.  相似文献   

8.
采用以质谱为检测器的程序升温和瞬变实验技术研究了0.1Mpa和0.7MPa条件下CH4部分氧化制合成气反应,结果表明,与0.1MPa条件下一样,在700度,0.7MPa下CH4可以在金属镍活性中心上迅速分解生成H3和表面NixC,但CH4不能在NiO上分解,也不能被其氧化,CH4的分解,作为在Ni/Al2O3催化剂上进行部分氧化制合成气反应的第一步,是一个体积增大的反应因而加压会抑反应的进行,正是由于在加压条件下CH4的分解受到抑制,才使得在0.7MPa下CH4的转化率明显低于0.1MPa,此外,加压有助于维持催化剂表面处于还原状态,这有利于反应高转化率,高选择性地进行。  相似文献   

9.
Ni/Al2O3催化剂表面状态对CH4氧化反应的影响   总被引:3,自引:1,他引:2  
采用瞬变响应技术研究了常压700℃条件下气相O2、Ni/Al2O3催化剂表面上可逆吸附氧物种及催化剂的表面状态对CH4吸附、反应以及CH4部分氧化反应的影响,同时也对CH4部分氧化制合成气反应过程中催化剂表面所处的状态进行了研究.结果表明,如果催化剂表面处于氧化态,CH4不能吸附分解,只能通过RidealEley机理与催化剂表面的吸附氧进行非选择性氧化反应,这将严重影响CH4的转化和目的产物H2、CO的选择性.只有在还原的催化剂上,CH4部分氧化制合成气反应才能高转化、高选择性地进行.在CH4部分氧化制合成气反应过程中,催化剂表面处于还原态,不存在多余的中间氧物种NiO,但存在少量的碳物种,这有利于保持催化剂的还原态和抑制CO2的生成.  相似文献   

10.
Rh/SiO2催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应   总被引:4,自引:0,他引:4  
 利用程序升温脱附、程序升温还原、程序升温表面反应、程序升温反应和化学捕获反应等手段,对Rh/SiO2催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应进行了研究.结果表明,Rh/SiO2催化剂上甲烷部分氧化制合成气机理属于热解-氧化反应机理.甲烷首先在催化剂上发生解离吸附,产生具有不同H/C比的化学吸附物种CHx(x=1~3).其中,具有较高H/C比的CHx可能是甲烷部分氧化反应的活性物种,而具有较低H/C比的CHx可能是催化剂上积碳并导致催化剂失活的来源.活性物种CHx在活性氧物种的作用下,生成含氧中间体物种CHxO或继续脱氢.含氧中间体物种进一步分解,即生成CO和H2;CO2也可由CHx或CHxO物种进一步氧 化生成.  相似文献   

11.
Ni-Cu-Al2O3催化剂的活性相及作用机理   总被引:3,自引:0,他引:3  
对新鲜和700℃反应过的Ni-Al和Ni-Cu-Al催化剂的XRD、XPS表征结果表明,新鲜NiO-Al2O3催化剂体相中的NiO,NiAl2O4经700℃反应后转变成金属Ni,同时表面的镍物种由单一的NiAl2O4变为NiAl2O4,NiO和金属Ni的混合物,经反应后NiO-CuO-Al2O3催化剂体相和表相中的NiAl2O4,CuAl2O4均转变成为Ni-Cu合金,这是此催化剂对甲烷部分氧化反  相似文献   

12.
Ni/Al2O3催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应机理   总被引:14,自引:2,他引:12  
用变应答/质谱在线检测技术研究了Ni/Al2O3催化剂上甲烷部分氧化制合成气的反应要理,研究结果指出,在常压973K条件下,Ni/Al2O3催化剂上甲烷部分氧化制合成气按直接氧化机理进行,H2和C烛甲烷部分氧化的一次产物,其主要反应可表示如下:1.CH4+xNi-NixC+2H2,2.O2+2Ni-2NiO,3.NixC+NiO-CO+(x+1)Ni。  相似文献   

13.
MgO助剂对甲烷部分氧化Ni/Al2O3催化剂结构和性能的影响   总被引:3,自引:1,他引:2  
采用分步浸渍法制备了MgO改性的Ni/Al2O3催化剂,采用BET、XRD、H2 TPR、TEM和活性评价等研究方法,考察了MgO助剂对Ni/Al2O3催化剂物化性质和甲烷部分氧化制合成气反应性能的影响。实验结果表明,MgO助剂提高了催化剂镍物种的均一性,抑制了NiAl2O4尖晶石的形成,并且增强了镍物种与载体的相互作用,这与MgO、NiO形成固溶体及与Al2O3形成MgAl2O4有关。同时,适量的MgO助剂可以提高Ni物种在催化剂中分散度,并提高其有效利用率,改性后的催化剂在甲烷部分氧化反应中显示出较好的反应性能。过量的MgO助剂对催化剂的反应性能产生负面影响,MgO的碱性可以促进逆水煤气变换反应,从而导致H2选择性降低和CO选择性提高。  相似文献   

14.
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.  相似文献   

15.
A metallic Ni catalyst was prepared with nickel sponge, followed by acid treatment. It was further promoted with yttria by an impregnation method. The catalysts were characterized by SEM, BET, XRD, TPR, XPS, etc., and studied in the partial oxidation of methane to syngas. The characterization results showed that the yttria promoted metallic Ni catalysts had high specific surface area and more NiO. The reaction results showed that the yttria promoter increased the CH4 conversion and the selectivity for H2 and CO.  相似文献   

16.
IntroductionIthasbccndcmonstratcdthatmcthancrcformingt"ithcarbondioxidcpr0ducessynthcsisgasrichincarbonmonoxidc-x"hichisuscfulforthcs}nthcsisofaccticacid'dimcthylcthcrando.o-alcoholsll'2].Carbondioxidcref0rmingismorccndothcrmicthanstcamrcformingfCH4 CO2,'2CO 2H2Ai/'2,,=2473kJ..ol-1(l)Accordingl\"thisrcact1onnccdshighcrtcmpcraturcandlimitsspaccvclocityoffccdgas,Wehavcprct'ious1\studicdmcthancrcformingt"lthC02inthcmonotubcproccssl3J.Inordertoconvcrtmcthancinfccdgascomplctcl}',thcspaccvcloci…  相似文献   

17.
甲烷在Ni/TiO2催化剂表面的活化   总被引:2,自引:0,他引:2  
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.  相似文献   

18.
甲烷在Ni/TiO_2催化剂表面的活化   总被引:1,自引:0,他引:1  
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N/TiO2催化剂具有良好的反应活性和抗积碳性能.  相似文献   

19.
焙烧温度对NiO/δ-Al2O3催化剂性能的影响   总被引:6,自引:0,他引:6  
应用XRD,TPR,H2-TPD技术研究焙烧温度对NiO/δ-Al2O3催化剂性能的影响。结果表明,随着焙烧温度的增高,NiO与载体Al2O3之间相互作用逐渐增强,直至最后生成NiAl2O4尖晶石。同时表明,随着焙烧温度的提高,催化剂的还原温度明显增高。另外,TPR结果还表明NiAl2O4仅仅是与载体发生强相互作用的那部分NiO进一步进入Al2O3晶格的结果,而游离态的NiO不参与形成NiAl2O  相似文献   

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