超高温焙烧的Ni/Al2O3对甲烷部分氧化反应的催化活性

考察了超高温焙烧的Ni/Al2O3对甲烷部分氧化反应的催化性能,发现该催化剂经还原后对甲烷部分氧化反应表现出较高的催化活性.X射线衍射结果显示,Ni/Al2O3催化剂在超高温(1200~1400℃)下焙烧后生成了NiAl2O4,且无相转移,进一步经950℃还原后催化剂中绝大部分Ni以单质Ni0形式存在.透射电子显微镜测试结果表明,不同超高温焙烧的催化剂经950℃还原后Ni晶粒的大小无明显差异.这说明超高温焙烧的Ni/Al2O3对甲烷部分氧化反应的高活性可归结为NiAl2O4的可还原性以及还原后Ni0相似的晶粒尺寸.同时还发现,焙烧温度越高,生成的NiAl2O4的还原温度越高.     

Ni-Al2O3催化剂上丙烷选择性还原NO

 以机械混合法、浸渍法和共沉淀法分别制备了4%Ni-Al2O3催化剂,并用X射线衍射、程序升温还原、紫外-可见漫反射光谱和N2吸附等方法对催化剂的体相和表面结构进行了表征,系统考察了制备方法及焙烧温度对Ni-Al2O3催化剂催化丙烷选择性还原NO性能的影响. 结果表明, Ni-Al2O3中存在NiO和NiAl2O4两种镍相,前者是丙烷氧化活性中心,后者是NO选择性催化还原的活性中心. 共沉淀法制备的催化剂活性最好, 550 ℃焙烧的Ni-Al2O3催化剂在反应温度为450和500 ℃时NO转化率接近100%.     

焙烧及还原温度对对硝基苯酚加氢合成对氨基苯酚Ni/TiO2催化剂性能的影响

采用等体积浸渍法制备了Ni/TiO2催化剂,考察了焙烧和还原温度对其结构及催化对硝基苯酚加氢合成对氨基苯酚反应性能的影响,利用X射线衍射、程序升温还原及H2化学吸附等方法对催化剂进行了表征.结果表明,923 K以下焙烧制备的催化剂中镍物种主要以与载体相互作用不同的NiO形式存在,随着焙烧温度的升高,催化剂中NiO与TiO2间的相互作用增强.经723 K还原后,随焙烧温度升高,催化剂的H2化学吸附量减小,而923 K焙烧的催化剂具有较佳的加氢反应性能,这与金属镍和TiOx(x<2)的协同作用有关.对于923 K焙烧的催化剂,当还原温度较低时,NiO还原不完全,金属镍与TiOx的相互作用较弱,催化剂活性较低;当还原温度过高时,镍晶粒发生烧结,并且催化剂的镍活性表面因镍与TiOx的相互作用增强而减小,从而导致催化剂活性降低,适宜的还原温度为673 K.当Ni/TiO2催化剂具有适宜的镍活性表面及适宜的金属镍与TiOx相互作用时,金属镍与TiOx的协同对-NO2的加氢活化最为有利.     

Effect of preparation condition on catalytic performance of Ni/ZrO2-SiO2 for methanation of coal gas

采用浸渍法制备了ZrO2-SiO2复合载体和Ni质量分数为6％的Ni/ZrO2 -SiO2催化剂,考察了载体制备时浸渍溶液pH值、焙烧温度和催化剂制备时的焙烧温度对Ni/ZrO2-SiO2催化剂煤气甲烷化反应性能的影响.采用X射线衍射、程序升温还原和扫描电子显微镜等方法对催化剂进行了表征.结果表明,载体浸渍溶液pH值为8.0 ～9.0,载体焙烧温度为550℃,催化剂焙烧温度为450℃时,Ni/ZrO2-SiO2催化剂在煤气甲烷化反应中显示了最优的催化性能,CO转化率100％,CO2转化率1.8％,CH4生成速率16.6 mmol/(h·g).进一步表征发现,制备ZrO2-SiO2复合载体时,增大浸渍溶液的pH值有利于形成粒径较小的亚稳态四方晶相ZrO2,可见四方晶相ZrO2更有利于甲烷化反应;载体焙烧温度会影响到NiO粒径的大小和其在催化剂表面的分散,温度过高和过低都会导致NiO粒径大小的不适宜以及分散性的降低;催化剂焙烧温度过高则会导致NiO与载体间的相互作用减弱,NiO分散性降低.     

甲烷部分氧化反应的镧改性Ni／γ-Al2O3催化剂研究

采用Na2CO3-NaOH为沉淀剂共沉淀制备La改性的镍基氧化铝催化剂，对甲烷部分氧化反应表现出高的活性和选择性。La的加入有效地抑制了大颗粒的NiAl2O3的形成，保持了相当高比例的活性镍组分，提高了催化剂的催化活性；而且加入La可以抑制氢氧化铝或氧化铝的物相转变，提高载体稳定性。活性测试结果表明共沉淀制备的20％镍含量的800℃焙烧La改性镍基氧化铝催化剂在800℃反应温度下XCH4，Sco和SH2分别达到100％，95．95％，99．87％，且催化剂在15h内活性几乎没有下降，显示了很好的催化性能和稳定性。通过对不同温度还原的催化剂的活性测试和TPR表征，得出无定型NiAl2O。还原出的Ni^0是甲烷部分氧化反应的主要活性组分。     

Ni/SiO_2催化甲烷裂解制氢和纤维炭

甲烷催化裂解制氢具有过程简单、产物易分离、无CO_x产生等优点,是一种潜在的制氢工艺。本工作采用浸渍法制备Ni/SiO_2介孔催化剂,通过N2吸附-脱附、X射线衍射、程序升温还原、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对反应前后的催化剂结构及生成炭的形貌进行表征,研究了焙烧温度、金属负载量和反应温度对其甲烷催化裂解性能的影响。结果表明,所制备的Ni/SiO_2催化剂具有较好的介孔结构,焙烧温度对催化剂的结构性质和催化性能影响较小,但会改变Ni晶粒在催化剂表面团聚程度。随着金属负载量的增加,催化剂的活性呈现先增加后降低的趋势,其中30%Ni/SiO_2催化剂的催化活性最佳。反应温度会显著影响催化剂的活性、稳定性以及生成炭的形态;较高反应温度导致催化剂的稳定性降低和包覆炭的形成。在30%Ni/SiO_2催化剂上、550°C下反应1000 min,甲烷转化率为9.8%,纤维炭产率约为650°C下的7.2倍。     

甲烷水蒸气转化镍催化剂还原性能的研究

对用于甲烷水蒸气转化的镍催化剂还原性能的研究多结合催化剂失活原因进行。近年来,对30万吨合成氨厂造气炉催化剂的研究,发现在一段造气炉管入口端2米左右(反应温度360—550℃)的催化剂没有充分发挥作用,从而使甲烷的转化集中在2—3米的催     

微波辐照下泡沫陶瓷担载镍催化剂上CH4/CO2重整制合成气反应

制备了吸波性良好的泡沫陶瓷担载镍的甲烷／二氧化碳重整催化剂,并考察了催化剂在微波场中的升温行为;研究了微波加热与常规加热对甲烷／二氧化碳重整制合成反应的影响,发现微波辐照下能有效地消除反应积炭;同时,在达到相同转化率和选择性时,微波加热方式下催化剂床层的温度远低于常规加热方式下催化床床层的温度;在微波加热方式下,８００℃反应时产物中Ｈ２／ＣＯ体积比接近于１。     

还原-氧化-还原过程对Co-ZrO_2共沉淀催化剂结构及其费托合成反应性能的影响

采用程序升温还原、氮吸附、X射线衍射、Raman、XPS和H2-TPD等方法研究了还原(400℃,氢还原)-氧化(室温,暴露空气中氧化)-还原(250℃或400℃,氢还原)预处理过程对Co-ZrO2共沉淀催化剂结构的影响,考察了催化剂在不同反应器中的费托反应性能。结果表明,催化剂还原氧化前后钴物种均以Co3O4形式存在,颗粒直径无明显变化;还原氧化处理后催化剂表面钴物种含量有所下降,但H2-TPD结果显示催化剂经还原-氧化-还原后氢吸附量增加。另外,还原氧化过程能够降低催化剂表层钴物种的还原温度。反应结果表明,催化剂经还原氧化还原处理后活性明显增加,甲烷选择性降低。     

制备条件对Ni/ZrO2-SiO2催化剂煤气甲烷化的影响

采用浸渍法制备了ZrO₂-SiO₂复合载体和Ni质量分数为6%的Ni/ZrO₂-SiO₂催化剂,考察了载体制备时浸渍溶液pH值、焙烧温度和催化剂制备时的焙烧温度对Ni/ZrO₂-SiO₂催化剂煤气甲烷化反应性能的影响。采用X射线衍射、程序升温还原和扫描电子显微镜等方法对催化剂进行了表征。结果表明,载体浸渍溶液pH值为8.0～9.0, 载体焙烧温度为550 ℃,催化剂焙烧温度为450 ℃时,Ni/ZrO₂-SiO₂催化剂在煤气甲烷化反应中显示了最优的催化性能,CO转化率100%,CO₂转化率1.8%,CH₄生成速率16.6 mmol/(h·g)。进一步表征发现,制备ZrO₂-SiO₂复合载体时,增大浸渍溶液的pH值有利于形成粒径较小的亚稳态四方晶相ZrO₂,可见四方晶相ZrO₂更有利于甲烷化反应;载体焙烧温度会影响到NiO粒径的大小和其在催化剂表面的分散,温度过高和过低都会导致NiO粒径大小的不适宜以及分散性的降低;催化剂焙烧温度过高则会导致NiO与载体间的相互作用减弱,NiO分散性降低。     

焙烧温度对甲烷催化部分氧化Ni/MgO-Al2O3催化剂结构和性能的影响

采用TPR、BET、XRD、TG及反应性能评价等研究方法，考察了焙烧温度对甲烷催化部分氧化制合成气Ni/MgO-Al2O3催化剂结构和性能的影响。研究结果表明，随焙烧温度的升高， Ni/MgO-Al2O3中的镍物种与载体作用逐渐增强，生成了NiAl2O4尖晶石和NiMgO2固熔体。虽然焙烧温度提高会使催化剂比表面降低，由于尖晶石结构的形成，其热稳定性会明显提高，将有利于抑制催化剂在反应过程中因烧结而失活的可能性。与低温焙烧的催化剂相比，高温焙烧的催化剂仍表现出良好催化反应性能，并具有相对较好的稳定性。高温焙烧的催化剂在反应过程中床层的热点温度相对较低，热点温度波动幅度也较小。低温和高温焙烧的Ni/MgO-Al2O3催化剂在常压、1 083 K、CH4与O2摩尔比为1.8、空速2.66×105 h－1的反应条件下均具有良好的抗积炭性能。     

焙烧温度对NiO/δ-Al2O3催化剂性能的影响

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     

CO2 reforming of methane over nickel catalysts supported on nanocrystalline MgAl2O4 with high surface area

In this paper dry reforming of methane (DRM) was carried out over nanocrystalline MgAl2O4-supported Ni catalysts with various Ni loadings. Nanocrystalline MgAl2O4 spinel with high specific surface area was synthesized by a co-precipitation method with the addition of pluronic P123 triblock copolymer as surfactant, and employed as catalyst support. The prepared samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), N2 adsorption, H2 chemisorption, temperature-programmed reduction (TPR), temperature-programmed oxidation (TPO), temperature- programmed desorption (TPD) and transmission and scanning electron microscopies (TEM, SEM) techniques. The obtained results showed that the catalyst support has a nanocrystalline structure (crystal size: about 5 nm) with a high specific surface area (175 m2 g-1) and a mesoporous structure. Increasing in nickel content decreased the specific surface area and nickel dispersion. The prepared catalysts showed high catalytic activity and stability during the reaction. SEM analysis revealed that whisker type carbon deposited over the spent catalysts and increasing in nickel loading increased the amount of deposited carbon. The nickel catalyst with 7 wt% of nickel showed the highest catalytic activity.     

NiO/LaMnO3催化剂用于乙醇水蒸气重整反应

采用柠檬酸络合-浸渍法制备了NiO/LaMnO3钙钛矿型复合氧化物催化剂并将其应用于乙醇水蒸汽重整制氢反应, 考察了NiO含量、焙烧温度对催化剂性能的影响, 采用XRD、TPR和热分析等手段对催化剂进行了表征. 结果表明, 该催化剂具有高活性、高选择性和良好的稳定性. 催化剂中的NiO含量和焙烧温度对催化性能有显著影响. 在原料气体积组成为20%(体积分数, φ) C2H5OH 和水以及80%(φ)N2, 其中水醇摩尔比为3:1, 空速为80000 mL·h-1·g-1 cat, 反应温度为400 ℃时, 15%(质量分数, w)的NiO/LaMnO3上, 乙醇转化率接近100%. 关联催化剂活性和TPR及XRD实验结果, 发现催化剂的高活性源于由催化剂前驱体中进入钙钛矿型复合氧化物晶格中的镍离子被还原所得的金属镍.     

Effect of calcination temperature on structure and performance of Ni/TiO2-SiO2 catalyst for CO2 reforming of methane

The influence of calcination temperature on the structure and catalytic behavior of Ni/TiO2-SiO2 catalyst, for CO2 reforming of methane to synthesis gas under atmospheric pressure, was investigated. The results showed that the Ni/TiO2-SiO2 catalyst calcined at 700 ℃ had high and stable activity while the catalysts calcined at 550 and 850 ℃ had low and unstable activity. Depending on the calcination temperature, one, two, or three of the following Ni-containing species, NiO, Ni2.44Ti0.72Si0.07O4, and NiTiO3 were identified by combining the temperature programmed reduction （TPR） and X-ray diffraction （XRD） results. Their reducibility decreased in the sequence： NiO〉Ni2.44Ti0.72Si0.07O4〉NiTiO3. It suggests that high and stable activities observed over the Ni/TiO2-SiO2 catalyst calcined at 700 ~C were induced by the formation of Ni2.44Ti0.72Si0.07O4 and smaller NiO species crystallite size.     

焙烧温度对含Mg助剂的铁基催化剂F-T合成反应性能的影响

采用连续共沉淀和喷雾干燥技术相结合的方法制备了Mg助剂的Fe/Cu/K/SiO2催化剂，采用N2物理吸附、XRD、MES 和H2-TPR等表征手段，考察了焙烧温度对催化剂比表面积、体相结构和还原性能的影响。结果表明，随着焙烧温度的升高，催化剂的比表面积降低，平均孔径增大，体相中α-Fe2O3晶粒逐渐增大，催化剂变的越来越难还原，其结构更加稳定。在H2/CO （摩尔比）= 2.2、250 ℃、2.0 MPa和2 000 h－1于固定床反应器考察了焙烧温度对该催化剂F-T合成反应性能的影响，结果表明，随着焙烧温度的升高，催化剂的F-T合成反应活性降低，在运行过程中反应活性逐渐增加直至达到平稳，但达到平稳所需的诱导期越来越长；提高焙烧温度使烃产物分布向重质烃方向转移，有利于降低CH4的选择性，促进重质烃的生成。     

PdO-CeO2复合氧化物催化剂的CO低温氧化

采用共沉淀法制备了一系列不同Pd含量的PdO-CeO2复合氧化物催化剂, 并考察了该催化剂的CO低温氧化反应催化性能. 运用X射线衍射(XRD), 物理吸附(BET), CO化学吸附, 程序升温还原(TPR), 脉冲反应等技术对催化剂进行了表征. XRD结果表明, 焙烧温度从400 ℃升高到800 ℃, 有利于CexPd1-xO2-δ固溶体的形成. 然而焙烧温度升至1000 ℃时, 导致Pd从固溶体中析出. 催化剂的CO氧化活性(TOF)与CexPd1-xO2-δ固溶体的含量存在一定的对应关系. 随着CexPd1-xO2-δ固溶体含量的增加, CO氧化的TOF值大, 可见CexPd1-xO2-δ固溶体的形成对CO氧化活性有着主要的贡献. 在催化剂焙烧温度相同的条件下, 催化剂的CO氧化活性与Pd粒子大小无对应关系. 脉冲反应进一步说明PdOx的CO氧化活性高于金属Pd.     

Low-temperature utilization of CO2 and CH4 by combining partial oxidation with reforming of methane over Ru-based catalysts

Combination of partial oxidation of methane (POM) with carbon dioxide reforming of methane (CRM) has been studied over Ru-based catalysts at 550 ℃. POM, CRM and combined reaction were performed over 8wt%Ru/γ-Al2O3 and the results show that both POM and CRM contribute to the combined reaction, between which POM plays a more important role. Moreover, the addition of Ce to Ru-based catalyst results in an improvement in the activity and CO selectivity under the adopted reaction conditions. The Ce-doped catalyst was characterized by N2 adsorption-desorption, SEM, XRD, TPR, XPS and in situ DRIFTS. The mechanism has been studied by in situ DRIFTS together with the temperature distribution of catalyst bed. The mechanism of the combined reaction is more complicated and it is the combination of POM and CRM mechanisms in nature. The present paper provides a new catalytic system to activate CH4 and CO2 at a rather low temperature.     

担载镍催化剂上乙炔与甲酸甲酯加氢酯化合成丙烯酸甲酯:担载量和焙烧温度的影响(英文)

以ＮｉＯ担载量为０．０８ｗｔ％～１８．７ｗｔ％及焙烧温度为６２３ Ｋ～８７３ Ｋ的ＮｉＯ／Ａｌ２Ｏ３催化剂进行乙炔与甲酸甲酯的加氢酯化反应,并结合ＴＰＲ、ＸＰＳ、ＸＲＤ和ＢＥＴ技术对催化剂进行表征。催化剂在制备过程中,镍离子与载体氧化铝间的相互作用产生两种不同的镍物种,ＮｉＯ晶相和ＮｉＡｌ２Ｏ４类物种,它们间的比例随担载量及焙烧温度而异,因而表现出其对乙炔与甲酸甲酯加氢酯化不同的反应性能。实验结果表明,在７７３ Ｋ焙烧的１０Ｗｔ％ＮｉＯ／Ａｌ_２Ｏ_３最适合乙炔与甲酸甲酯的加氢酯化反应。     

Influence of lanthanum on the performance of Zr-Co/activated carbon catalysts in Fischer-Tropsch synthesis

The influence of La loading on Zr-Co/activated carbon （AC） catalysts has been studied for Fischer-Tropsch synthesis. The catalyst samples were characterized by XRD, TPR, CO-TPD, and temperature programmed CO hydrogenation. The catalytic property was evaluated in a fixed bed reactor. The experimental results showed that CO conversion increased from 86.4% to 92.3% and the selectivity to methane decreased from 14.2% to 11.5% and C5＋ selectivity increased from 71.0% to 74.7% when low La loading （La = 0.2wt%） was added into the Zr-Co/AC catalyst. However, high loadings of La （La = 0.3-1.0 wt%） would decrease catalyst activity as well as the C5＋ selectivity and increase methane selectivity. XRD results displayed that La-modified Zr-Co/AC catalyst had little effect on the dispersion of Co catalyst. But, the results of TPR, CO-TPD, and temperature programmed CO hydrogenation techniques indicated that the extent of cobalt reduction was found to greatly influence the activity and selectivity of the catalyst. The addition of a small amount of La increased the reducibility of the Zr-Co/AC catalyst and restrained the formation of methane and improved the selectivity to long chain hydrocarbons. However, excess of La led to the decrease of the reducibility of Co catalyst thus resulted in higher methanation activity.