CH4,CO2和O2制合成气反应中载体对Ni催化剂抗氧化性能的影响

在ＣＨ４、ＣＯ２ 催化氧化制合成气反应中, Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３ 催化剂在高温下生成ＮｉＡｌ２Ｏ４ 尖晶石,是导致催化剂失活的一个重要因素． 通过向载体（Ａｌ２Ｏ３）中添加各种氧化物, 使得催化剂的抗氧化性能得到改善． 并运用ＴＰＲ、ＸＲＤ对催化剂进行表征, 发现催化剂的抗氧化性顺序为： Ｎｉ／ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３ ＞ Ｎｉ／ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３ ＞ Ｎｉ／ＣｅＯ２－Ａｌ２Ｏ３ ＞ Ｎｉ／Ｌａ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３ ＞ Ｎｉ／Ｙ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３ ＞ Ｎｉ／ＴｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３＞ Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３＞ Ｎｉ／Ｆｅ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３．     

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。     

Ni／Al2O3上甲烷二氧化碳氧气转化制备合成气的研究

在固定床流动反应装置上，从活性组分的负载量，载体的焙烧温度、反应温度，空速等几个方面考察了Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３催化剂对ＣＨ４－ＣＯ２－Ｏ２转化制备合成气的催化活性，发现采用１１００℃焙烧的γ－Ａｌ２Ｏ３载体制备的镍负载量为９．１７ｗ％的Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３催化剂。     

NiO/γ-Al2O3催化剂中NiO与γ-Al2O3间的相互作用

利用溶胶－凝胶法制备了不同含量的 ＮｉＯ／γ－Ａｌ_２Ｏ_３催化剂,通过ＸＲＤ,ＸＰＳ和 ＴＰＲ等技术考察了制备方法、ＮｉＯ含量和焙烧温度对催化剂结构和Ｎｉ存在状态的影响,发现溶胶－凝胶法制备的催化剂活性组分ＮｉＯ与担体γ－Ａｌ_２Ｏ_３间具有强相互作用．详细地讨论了Ｎｉ物种的还原状态与以“Ｎｉ~０”为活性中心的催化反应的活性之间的关系．溶胶－凝胶法制备的催化剂经高温焙烧后,Ｎｉ以一种类尖晶石结构的固溶体形式存在,这种固溶体态尖晶石可能会抑制Ｎｉ的烧结和流失,提高催化剂的稳定性．     

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。     

以大孔容TiO2和大孔容Al2O3为混合载体的加氢脱氮（HDN）催化剂 …

把一定量的大孔容Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＯ２粉末混合均匀,用稀ＨＮＯ３调匀挤成要状。测其吸水率,用等体积浸渍法负载固定含量的活性组分（ＮｉＯ和ＷＯ３）,制备出Ｎｉ－Ｗ／ＴｉＯ２－Ａｌ２Ｏ２型催化剂。利用固定床流动反应器评价催化剂的ＨＤＮ活性。结果表明,选择一定配比的ＴｉＯ２和Ａｌ２Ｏ３作为混合载体,与以单一的Ａｌ２Ｏ３为载体所制得的Ｎｉ－Ｗ催化剂相比,其ＨＤＮ活性要高。而且,适当的予硫化条件、较低的焙烧温     

甲烷与二氧化碳转化制合成气的研究 Ⅰ.负载型钴金属催化剂的催化性能

采用固定床流动反应装置研究了高温焙烧的负载型钴金属催化剂对甲烷与二氧化碳转化制合成气的催化性能，考察了催化剂活性组分、预处理温度及反应条件等对合成气生成量的影响，并用色谱法测定了催化剂上的积炭量．结果表明，钴负载量高于１２％时，在１０７３～１４７３Ｋ焙烧的Ｃｏ／Ａｌ２Ｏ３催化剂不仅具有高的催化活性，而且具有独特的抗积炭性能．ＴＰＲ，ＸＲＤ和催化反应结果表明，来源于ＣｏＡｌ２Ｏ４尖晶石的金属Ｃｏ以及ＣｏＡｌ２Ｏ４尖晶石对催化剂的活性和抗积炭性能起着关键作用，其活性特征在许多方面不同于低温焙烧的Ｃｏ／Ａｌ２Ｏ３或Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３催化剂．     

Ni-Cu-Al2O3催化剂的活性相及作用机理

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     

甲烷、二氧化碳重整制合成气催化剂的研究──ⅠNi－Al_2O_3间的相互作用对

用固定床流动反应装置及ＴＰＲ、ＴＰＤ、ＸＲＤ、ＸＰＳ、ＴＥＭ等技术考察了因热处理温度不同而具有不同Ｎｉ－γ－Ａｌ_２Ｏ_３间相互作用的Ｎｉ／γ－Ａｌ_２Ｏ_３催化剂的甲烷、二氧化碳重整活性、还原性能、吸附性能、表面化学形态和抗积炭性能等。结果表明，低温热处理的催化剂具有易于还原、低温活性较高和抗积炭性能差的特性，经高温热处理的催化剂，由于Ｎｉ－γ－Ａｌ_２Ｏ_３间强的相互作用而使催化剂表面几乎全部形成了难以还原的“ＮｉＡｌ_２Ｏ_３”表面尖晶石，这虽然在一定程度上降低了催化剂的低温活性，但却使其抗积炭性能大为改观，尤其在反应温度大于７５０℃时，还可表现出与低温热处理催化剂趋于等同的高活性，实验中还观察到催化剂表面的积炭主要以空心炭丝的形式存在。     

La和Bi对乙炔与甲酸甲酯加氢酯化合成丙烯酸甲酯的镍基催化剂性能的影响(英文)

在２２０℃和５０－６０大气压条件下,利用固定床对ＮｉＯ／ＳｉＯ２、ＮｉＯ／Ａｌ２Ｏ３、ＮｉＯ－Ｌａ２Ｏ３／Ａｌ２Ｏ３和ＮｉＯ－Ｂｉ２Ｏ３／Ａｌ２Ｏ３催化剂上的乙炔与甲酸甲酯加氢酯化合成丙烯酸甲酯进行了研究。镍基催化剂对乙炔的加氢酯化合成丙烯酸甲酯具有很好的活性。用浸透法制备的Ｍｏ／ＳｉＯ２催化剂的活性和丙烯酸甲酯的选择性均比离子交换法差。ＮｉＯ／Ａｌ２Ｏ３催化剂用Ｌａ或Ｂｉ改性后,其催化活性大大提高。ＸＰＳ、ＸＲＤ和ＴＰＲ结果表明,当催化剂用Ｌａ或Ｂｉ改性后,ＮｉＯ的晶粒明显减小,催化剂表面的Ｎｉ／Ａｌ原子比增大,催化剂的第二个还原峰温大大降低。     

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。     

流化床甲烷部分氧化制合成气Ni催化剂及助剂La的作用

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。     

甲烷催化部分氧化制合成气的反应机理

借助脉冲反应、质谱-程序升温表面反应（MS-TPSR）等技术研究了Ni／α-Al2O3催化剂上甲烷催化部分氧化制合成气（POM）的反应机理．结果表明,NiO上CH4不能解离产生H2只有当NiO被CH4还原为Ni0后,CH4才能解高产生H2,Ni0是CH4活化和POM反应的活性相;POM反应机理遵循直接氧化机理,CH4和O2均在Ni0上活化,活化过程形成的Ni…C和Niδ…Oδ物种是反应历程中的关键物种,Niδ …Oδ物种高选择性地与CH4解离产生的碳物种Ni…C反应生成CO．     

MgO助剂对甲烷部分氧化Ni/Al2O3催化剂结构和性能的影响

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。     

Yttria promoted metallic nickel catalysts for the partial oxidation of methane to synthesis gas

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.     

The Effect of Nb Loading on Catalytic Properties of Ni/Ce0.75Zr0.25O2 Catalyst for Methane Partial Oxidation

In this study,the effect of Nb loading on the catalytic activity of Ce_(0.75)Zr_(0.25)O_2-supported Ni catalysts was studied for methane partial oxidation.The catalysts were characterized by BET,H_2 chemisorption,XRD,TPR,TEM and tested for methane partial oxidation to syngas in the temperature range of 400-800℃at atmospheric pressure.The results showed that the activity of methane partial oxidation on the catalysts was apparently dependent on Nb loading.It seemed that the addition of Nb lowered the catalytic activity for methane partial oxidation and increased the extent of carbon deposition. This might be due to the strong interaction between NiO and Nb-modified support and reduction of surface oxygen reducibility.