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相似文献
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1.
 本文采用高温分解和焙烧硝酸盐的方法合成了一系列Ni基六铝酸盐催化剂BaNiyAl12-yO19-δ (y=0.1、0.3、0.6、0.9和1.0),并对它们在甲烷部分氧化制合成气反应中的催化性能、催化剂表面积碳及活性组分Ni流失等情况进行了考察。结果表明,该催化剂对甲烷部分氧化制合成气反应具有较好的催化活性,在850 ℃,甲烷转化率和CO选择性分别可达92%和95%。并且催化剂BaNiyAl12-yO19-δ (y=0.3)在100小时的POM反应后,催化剂表面积碳很少,积碳量仅为样品净重的0.8%,特别是100小时反应后,催化剂表面活性组分Ni没有发生流失。这种低积碳量和无活性组分Ni流失与催化剂结构中Ni与相邻原子间的强相互作用有关。  相似文献   

2.
采用共沉淀法制备了铈钴摩尔比为1:1的复合氧化物催化剂。在固定床反应器中进行了甲烷催化裂解实验,并用空气进行了催化剂失活/活化再生循环实验,利用XRD分析手段对催化剂进行了表征。结果表明,铈钴复合氧化物催化剂对甲烷裂解和积炭选择性氧化都有良好的催化性能。600℃甲烷裂解转化率达到43%,并能在280min的时间内保持活性。用空气能有效地活化已失活的催化剂,并且再生前30min积炭可被高选择性(91%)地氧化为CO,通过控制再生过程中的空气流量可以将再生后期尾气中的CO和CO2有效分离,从而分别得到较高纯度的CO和CO2。XRD结果显示,多次裂解/再生循环过程,对催化剂晶体结构没有明显破坏。  相似文献   

3.
流化床反应器中Ni/γ-Al2O3催化剂上甲烷部分氧化制合成气   总被引:5,自引:1,他引:4  
催化甲烷部分氧化(POM)制合成气已成为替代水蒸气重整最有希望的工艺过程之一[1]. 该过程是个温和的放热反应,反应速度非常快,在高空速下可实现高甲烷转化,并且制得的合成气V(H2)/V(CO)=2, 可直接用于合成甲醇及F-T合成烃类、合成二甲醚等后续工业过程. 到目前为止,大部分POM的研究工作在固定床反应器中进行[2~4]. 由于反应速度极快,导致催化剂表面存在热点[2,5], 不仅影响实验的准确性[6,7], 而且工业应用困难. 热点的存在还会导致活性组分Ni的烧结和流失. 在固定床反应器中,催化剂积炭也是导致其活性下降的重要原因[8,9]. Bharadwaj等[10]发现,流化床反应器Rh和Ni催化剂上甲烷转化率高达90%, 反应后催化剂未发现积炭. Santos等[11]曾报道采用流化床催化剂床层几乎可以实现等温分布,而且甲烷转化率接近热力学平衡值, 反应10 h后催化剂表面积炭量仅为0.6%. 本文采用流化床反应器考察了不同反应条件下Ni/γ-Al2O3催化剂上甲烷部分氧化的反应性能,同时对催化剂积炭及稳定性作了初步研究.  相似文献   

4.
利用X射线衍射、热重分析、X射线光电子能谱、透射电镜等方法,考察了反应温度对甲烷部分氧化Ni/SiC催化剂活性和积炭的影响.结果表明,在甲烷部分氧化过程中,反应温度不仅影响催化剂的活性,而且影响催化剂活性组分的存在形式、积炭量以及积炭的形貌.在500℃下,催化剂活性很低,表面Ni物种十分复杂,催化剂积炭严重,主要为碳纳米管.但在850℃下,催化剂具有稳定的高活性,活性组分表面物种主要为金属Ni,催化剂积炭量少,主要为壳状碳.  相似文献   

5.
用高硅含磷五员环沸石分子筛(商品代号HZRP-1)作为载体,制备了Mo/HZRP-1催化剂.与Mo/HZSM-5相比,Mo/HZRP-1对甲烷无氧脱氢芳构化反应也表现出较好的催化性能.实验过程中,在反应气中添加N2作为内标物,给出包括甲烷在Mo/HZRP-1上的结焦量、转化率及各产物选择性在内的总碳物料平衡计算结果.考察了不同Mo担载量对催化剂性能和积炭行为的影响;重点考察了不同温度焙烧后20%Mo/HZRP-1催化剂的性能和积炭行为.在反应的初始阶段,6%Mo/HZRP-1表现出很高的活性:反应进行30 min时,甲烷转化率为11%,芳烃选择性达81%,而催化剂的结焦选择性仅为12%.BET,NH3-TPD和催化反应等表征结果表明:Mo物种的数量和状态,分子筛的酸强度和酸量以及分子筛的孔道结构是决定甲烷无氧脱氢芳构化反应性能和积炭行为的关键因素.  相似文献   

6.
研究了稀土元素Eu对Mo/HZSM-5催化剂催化甲烷芳构化反应的影响,发现适量的稀土元素Eu可提高催化剂的甲烷转化率及苯选择性,在1023K反应时,甲烷的转化率达19.3%,苯的选择性达97.5%,且铕的促进作用随硅铝比的增加而加强.失活催化剂经氢气吹扫后,其活性较初活性略有提高.积炭分析表明,铕加速了催化剂的积炭,且适量积炭对芳构化反应也具有促进作用.  相似文献   

7.
甲烷部分氧化制合成气:载体及助剂对Ni系催化剂活性的影响   总被引:23,自引:1,他引:22  
余林  袁书华  田久英  王升  储伟 《催化学报》2001,22(4):383-386
 采用浸渍法制备了Ni系催化剂,并用程序升温还原和X射线衍射技术对催化剂进行了表征,用固定床微反装置考察了催化剂的催化活性.活性考察结果表明,在Ni担载量为8%的Ni/γ-Al2O3,Ni/δ-Al2O3,Ni/θ-Al2O3和Ni/α-Al2O3四种催化剂上,甲烷部分氧化制合成气反应的活性及产物选择性存在着明显的差异.在770℃下,甲烷转化率及CO和H2的选择性按Ni/γ-Al2O3<Ni/δ-Al2O3<Ni/θ-Al2O3≈Ni/α-Al2O3顺序排列.在相同的条件下,加入适量的CeO2助剂后,Ni/γ-Al2O3和Ni/δ-Al2O3上的反应活性和选择性显著提高,而Ni/θ-Al2O3和Ni/α-Al2O3上的活性和选择性却变化不大.同时,表征结果显示,Ni易与γ-Al2O3形成镍铝尖晶石NiAl2O4,加入CeO2助剂能有效地抑制该组分的生成,而Ni/α-Al2O3样品中未发现NiAl2O4.因此,不同Ni/Al2O3催化剂体系上的反应活性及选择性的差异可归结为不同结构Al2O3载体的性质不同,及CeO2对抑制镍铝尖晶石生成的效果不同.  相似文献   

8.
Ni/Al2O3是甲烷部分氧化制合成气反应常用的催化剂. 与Rh,Ru,Pt和Ir等贵金属负载型催化剂相比,其活性及选择性与Rh催化剂相近,且成本低,强度高,易于制备,是最具潜在应用前景的催化剂. 但是,在高温反应条件下,其活性组分Ni易烧结和流失,且催化剂表面易积炭而失活[1~3]. 此外,Ni与载体Al2O3在高温下相互作用生成难还原的NiAl2O4尖晶石,导致活性组分减少,造成催化剂活性下降. 人们通常都只注意到NiAl2O4的惰性,为了避免NiAl2O4晶相的生成,在消弱Ni与Al2O3之间的相互作用,提高催化剂的活性和稳定性等方面做了大量研究[4~7],但有关Ni与Al2O3之间的相互作用对稳定金属Ni的作用方面的报道却较少. Al-Ubaid等[8]发现Ni负载在NiAl2O4上显示出比其它载体更好的稳定性. Pena等[9]发现,NiAl2O4在乙炔加氢反应中有抑制积炭的作用. 范文浩等[10]在甲烷-二氧化碳重整制合成气催化剂的研究中,发现NiAl2O4的形成使催化剂的抗积炭性能大为改善,增强Ni-Al2O3相互作用,能有效地抑制碳丝生长. 本文在固定床流动反应装置上考察了Ni/Al2O3在甲烷部分氧化制合成气过程中的催化性能,并用XRD,XPS和TPR等手段考察了Ni负载量、焙烧温度和还原条件等对催化剂中Ni与Al2O3之间的相互作用及其对抗积炭性能的影响.  相似文献   

9.
不同方法制备的Mo/HZSM-5催化剂上甲烷的芳构化反应   总被引:8,自引:0,他引:8  
 采用机械混合、机械混合后焙烧和机械混合后微波处理等方法制备Mo/HZSM-5催化剂,并对催化剂上甲烷芳构化反应性能进行了考察.结果表明,与浸渍法相比,用机械混合法、固相反应法和微波法制备的催化剂,在保持甲烷转化率不变的前提下,能明显提高芳烃选择性并减少积炭的生成;不同方法制备的Mo/HZSM-5催化剂上Mo物种的落位不同,机械混合法、固相反应法和微波法使Mo物种较多地落位于分子筛外表面.结合反应结果可以得出,落位于分子筛外表面的Mo物种对甲烷芳构化反应更为有利,而且明显减少积炭的生成.  相似文献   

10.
 用自燃烧法制备了钙钛矿型La0.8Sr0.2FeO3催化剂.用H2-TPR考察了催化剂表面的氧消耗过程,用程序升温表面反应(TPSR)研究了甲烷与催化剂表面氧物种的反应,用在线质谱脉冲反应和甲烷/氧切换反应研究了催化剂的晶格氧选择氧化甲烷制合成气.结果表明,催化剂上存在两种氧物种,无气相氧存在时,强氧化性氧物种首先将甲烷氧化为CO2和H2O;而后提供的氧化性较弱的晶格氧具有良好的甲烷部分氧化选择性,可将甲烷氧化为合成气CO和H2(选择性可达95%以上).在900℃下的CH4/O2切换反应结果表明,甲烷能与La0.8Sr0.2FeO3中的晶格氧反应选择性地生成CO和H2,失去晶格氧的La0.8-Sr0.2FeO3能与气相氧反应恢复其晶格氧.在合适的反应条件下,用La0.8Sr0.2FeO3催化剂的晶格氧代替分子氧按Redox模式实现甲烷选择氧化制合成气是可能的.  相似文献   

11.
在甲烷氧化偶联反应中,采用了一种薄层环形固定床反应器,这种反应器有利于反应热的转移。在环形固定床反应器中进行的MgO/BaCO3催化剂稳定性试验结果表明,催化剂在500h试验中一直保持较高的活性。在CH4:O2:H2O=5:1:2.3,CH4的GHSV为5700h-1的条件下,得到甲烷转化率为26%,C2烃收率为17.3%,C2选择性为67.5%;水蒸汽作为稀释气引入反应中,可分散和带走催化剂床层过多的反应热,减小床层温差。XRD结果表明,反应后的催化剂与新鲜催化剂的结构基本一致,催化剂具有稳定催化活性的原因,应归属于其结构的稳定性和具有一定的抗水蒸汽性能。  相似文献   

12.
任通  闫亮  张汉鹏  索继栓 《分子催化》2003,17(4):310-312
环氧化合物作为有机合成中间体具有广泛应用,催化烯烃环氧化一直是催化化学中的一个重要课题[1~2].尽管已经报道了以过酸、过氧化氢、烷基过氧化物、或分子氧为氧化剂,以金属配合物(通常为钌、钼、钛的配合物)为催化剂的反应体系,但对环氧化物的选择性却很低[3].另外,除了需探索具有高选择性的催化体系外,应用分子氧或空气作为氧化剂更适宜于经济和安全的要求.目前,在以分子氧作为氧化剂,均相催化烯烃环氧化的研究中,应用醛类化合物作为氧转移试剂是一种有效的和方便的促进烯烃环氧化的方法[4].但是,均相催化剂难于分离和重复使用,因此…  相似文献   

13.
A series of Ni/SBA-15 catalysts with Ni contents ranging from 5 wt% to 15 wt%, as well as another series of 10%Ni/MgO/SBA-15 catalysts, in which the range of the MgO content was from 1 wt% to 7 wt%, were prepared, and their catalytic performances for the reaction of combined steam and carbon dioxide reforming of methane were investigated in a continuous flow microreactor. The structures of the catalysts were characterized using the XRD, H2-TPR and CO2-TPD techniques. The results indicated that the CO selectivity for this reaction was very close to 100%, and the H2/CO ratio of the product gas could be controlled by changing the H2O/CO2 molar ratio of the feed gas. The simultaneous and plentiful existing of steam and CO2 had a significant influence on the catalytic performance of the 10%Ni/SBA-15 catalyst without modification. After reacting at 850 °C for 120 h over this catalyst, the CH4 conversion dropped from 98% to 85%, and the CO2 conversion decreased from 86% to 53%. However, the 10%Ni/3%MgO/SBA-15 catalyst exhibited a much better catalytic performance, and after reacting for 620 h, the CO2 conversion over this catalyst dropped from 92% to around 77%, while the CH4 conversion was not decreased. Oxidation of the Ni0 species as well as carbon deposition during the reaction were the main reasons for the deactivation of the catalyst without modification. On the other hand, modification by the MgO promoter improved the dispersion of the Ni0 species, and enhanced the CO2 adsorption affinity which in turn depressed the occurring of carbon deposition, and thus retarded the deactivation process.  相似文献   

14.
Ni/Al2O3 catalysts with different amounts of manganese ranging from 1 to 3 wt% as promoter were prepared by co-impregnation method. The catalysts were characterized by N2 physisorption, XRD, TPR, SEM and TEM. Their catalytic activity towards syngas methanation reaction was also investigated using a fixed-bed integral reactor. It was demonstrated that the addition of manganese to Ni/Al2O3 catalysts can increase the catalyst surface area and average pore volume, but decrease NiO crystallite size, leading to higher activity and stability. The effects of reaction temperature, pressure and weight hourly space velocity (WHSV) on carbon oxides conversion and CH4 formation rate were also studied. High carbon oxides conversion, CH4 selectivity and formation rate were achieved at the reaction temperature range of 280 300℃.  相似文献   

15.
环保法规的日益严格使得研究者越来越重视新型加氢脱硫、脱氮催化剂的开发。国内外学者在对负载型Mo—Co、Mo—Ni和W—Ni等传统硫化物催化剂进行不断改进的同时,新型催化材料尤其是具有贵金属性质的过渡金属间充化合物一氮化物、碳化物和磷化物的研究也受到很大的关注。人们在探索不同的载体或者是不同的助剂对单金属间充化合物-氮化物、碳化物或磷化物催化剂活性组分的表面状态和结构以及其深度加氢脱硫脱氮性能的影响,而对同一载体负载的氮、磷、碳化物催化剂缺乏横向的比较。本研究制备了以γ-Al2O3为载体的负载型氮化钼、磷化钼和碳化钼催化剂,比较了它们的孔结构、比表面积,并初步分析了钼的质量分数为19%,氮化、磷化和碳化温度均为650℃时三类催化剂的二苯并噻吩加氢脱硫性能。  相似文献   

16.
La2O3助剂对CH4部分氧化制氢Ni-Cu/ZrSiO催化剂的影响   总被引:1,自引:4,他引:1  
用等体积浸渍法制备了ZrO2-SiO2(ZrSiO)表面复合氧化物负载的Ni-Cu双金属催化剂,并用TPR、XPS、IR、TPD及微反技术考察了稀土La2O3助剂对CH4和H2O在Ni-Cu/ZrSiO催化剂表面上的吸附及甲烷部分氧化制氢反应性能的影响。结果表明,加入La2O3助剂使催化剂表面Ni, Cu原子电子云密度增加,CH4和H2O在催化剂表面上的吸附增强;在反应温度450 ℃、进料摩尔比n-CH4∶nO2∶nH2O=1∶0-5∶2-5以及甲烷空速SV(CH4)=1 200 h-1的条件下,催化剂Ni-Cu-La2O3/ZrSiO上CH4转化率大于90%,生成H2的选择性高于99%,副产物CO的选择性仅为1.1%。根据实验结果,讨论了La2O3助催化剂的作用机理。  相似文献   

17.
A series of Ni/SBA-15 catalysts with Ni contents from 7.5 wt% to 15 wt% were prepared by impregnation method.The effect of O2 and H2O on the combined reforming of the simulated biogas to syngas was investigated in a continuous flow fixed-bed micro-reactor.The stability of the catalyst was tested at 800 ?C.The results indicated that 10wt%Ni/SBA-15 catalyst exhibited the highest catalytic activities for the combined reforming of the simulated biogas to syngas.Under the reaction conditions of the feed gas molar ratios CH4/CO2/O2/H2O = 2/1/0.6/0.6,GHSV = 24000 ml gc?a1t h?1 and the reaction temperature T = 800 ?C,the conversions of CH4 and CO2 were 92.8% and 76.3%,respectively,and the yields of CO and H2 were 99.0% and 82.0%,respectively.The catalytic activities of the catalyst did not decrease obviously after 100 h reaction time on stream.  相似文献   

18.
开发室温CO氧化催化剂的主要挑战是CO自中毒和慢的表面动力学,同时湿气的存在也可导致催化剂失活.本文开发了高活性CeO2促进的Pt基催化剂4%Pt-12%CeO2/SiO2,用于室温湿气(湿度10%?90%,25°C)中CO氧化反应,在低CO浓度(<500 ppm)和高CO浓度(>2500 ppm)时,CO转化率高于99%.优化了催化剂制备变量,如Pt和CeO2负载量、CeO2沉积方法、CeO2和Pt前驱体的干燥和焙烧条件.采用CO/H2化学吸附、O2-H2滴定、X射线衍射和BET比表面积测定表征了催化剂的表面特性,并将其与催化剂活性相关联.结果表明,CeO2沉积方法对催化剂活性影响显著,当用浸渍法沉积CeO2时,所得催化剂的反应速率(5.77μmol/g/s)比用沉积沉淀法(1.96μmol g?1 s?1)或CeO2嫁接法(1.31μmol g?1 s?1)制得催化剂的高3倍.O2-H2滴定结果表明,当用浸渍法沉积CeO2时,CeO2和Pt的紧密结合导致了催化剂的高活性.催化剂载体的选择也非常重要,硅胶负载的催化剂活性(5.77μmol g?1 s?1)是氧化铝负载的(1.05μmol g?1 s?1)5倍.当反应受内扩散控制时,催化剂载体的粒径和孔结构影响非常大.另外,CeO2和Pt前驱体的干燥和焙烧条件对催化剂活性的影响至关重要.当Pt和CeO2含量分别大于2.5和15 wt%时,所得催化剂在室温条件下活性高(TOF>0.02 s?1),稳定性好(反应15 h,CO转化率≥99%).  相似文献   

19.
分别采用柠檬酸络合法和直接分解法制备了Cr2O3催化剂, 采用XRD, BET, TPR, XPS, TEM和TGA表征了催化剂的物理化学性质, 在常压固定床石英管(内径5 mm)反应器中考察了Cr2O3催化剂对甲烷部分氧化反应的催化性能. 在500~750 ℃, V(CH4)∶V(O2)=2, 空速12×104 h-1的条件下, O2几乎完全转化, CH4转化率及H2和CO选择性随着温度的升高而增加. 700 ℃下CH4转化率及H2, CO选择性随着空速(6.0×104~24×104 h-1)的升高而增加. 在500 h稳定性实验中, 随着反应时间的延长, CH4转化率及H2, CO选择性缓慢下降, XRD, TEM和BET结果表明, 催化剂的活性下降与烧结和团聚有关, TGA分析表明催化剂具有良好的抗积炭性. 通过CH4脉冲反应, 推测在反应过程中CO, H2, CO2和H2O是直接生成的.  相似文献   

20.
磷钼酸盐作为反应控制相转移催化剂催化氧化醇   总被引:1,自引:0,他引:1  
翁志焕  王锦艳  刘志勇  蹇锡高 《化学学报》2007,65(11):1081-1084
以磷钼酸盐[C7H7N(CH3)3]3{PO4[MoO(O2)2]4}为反应控制相转移催化剂, 用过氧化氢水溶液为氧化剂, 在液相选择性氧化醇制备醛的反应中, 发现该催化剂具有良好的催化活性. 在H2O2与醇的物质的量比为0.75的条件下, 产物中未检测到任何副产物, 基于H2O2的醇转化率最高达到95.2%. 反应结束时, 催化剂以沉淀的形式析出, 回收率不低于78%. 以苯甲醇的氧化为探针反应, 详细考察催化剂的反荷阳离子和溶剂种类对反应控制相转移现象和催化活性的影响. 结果表明, 选择 [C7H7N(CH3)3]作为反荷阳离子和乙腈为溶剂, 体系出现了反应控制相转移催化的特征. 催化剂循环使用三次, 在保持较高回收率的同时其催化活性无明显降低, 说明该催化剂具有良好的稳定性.  相似文献   

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