流化床中甲烷裂解制氢与催化剂再生过程研究

对流化床中甲烷裂解制氢与催化剂再生过程进行了研究。选用25Ni/CuAl2O3和75Ni/CuAl2O3两种催化剂，分别在500℃和650℃进行甲烷裂解制氢与催化剂再生，反应与再生过程的温度与时间保持相同，催化剂再生时采用空气进行再生，气体流量均为370mL/min（STP）。实验结果表明,镍质量分数较低时催化剂表现出较好的稳定性，温度增加催化剂的稳定性降低。甲烷转化率随操作周期呈下降趋势，在500℃制氢与再生操作达到第五周期时，甲烷转化率趋于稳定。对切换时间的影响研究表明，切换时间存在一个最佳值，即切换5min时甲烷裂解制氢效率最高。对生成碳产品进行了XRD和TEM表征，并对实验结果进行了讨论。     

锰铈混和氧化物气凝胶催化剂的研究

采用溶胶-凝胶法和超临界干燥技术制备出CeO2和Ce1-xMnxO2(x分别为0.05, 0.10, 0.15,0.20)气凝胶。以硝酸锰浸渍制得的氧化铈气凝胶Mn/CeO2,用TEM、BET、一氧化碳催化氧化活性评价和H2-TPR对所制备的催化剂进行了研究。TEM、BET的结果表明，随着锰含量的增加，氧化铈气凝胶的粒度减小，表面积增大。一氧化碳催化氧化活性评价显示,氧化铈中添加锰制得的催化剂的一氧化碳低温催化氧化的活性比未添加锰的氧化铈提高。且锰加入量为15 mol%时，气凝胶的催化活性最高。锰的引入方式不同，气凝胶的催化活性不同。浸渍方式负载锰所制备的Mn/CeO2气凝胶的一氧化碳催化氧化活性低于Ce1-xMnxO2(x分别为0，0.05, 0.10, 0.15,0.20)气凝胶。TPR实验发现，与氧化锰相同，氧化铈上负载的锰的还原也分三步进行。     

原位ATR红外光谱研究超临界条件下酯交换反应过程与机理

在温度15℃~300℃和压力0.1MPa~25MPa下,采用原位ATR(Attenuated Total Reflectance)红外光谱技术研究高温高压条件下甲醇、乙醇和丙醇的分子间氢键和分子内化学键随温度和压力的变化及亚/超临界甲醇条件下醇油的混合与酯交换反应过程与机理。纯物质的红外光谱研究表明,在压力高于14MPa时,随温度由15℃升高到250℃,甲醇、乙醇和丙醇的分子间氢键减弱,减弱程度最大的温度为75℃~225℃;但温度升高对甲基的振动没有影响,当温度超过225℃后,甲醇的羟基振动峰发生明显分峰,而乙醇和丙醇的羟基振动峰未发现分峰变化;在整个温度和压力范围内,三油酸甘油酯的红外光谱图未发生明显变化。醇油混合与酯交换反应过程的红外研究表明,在14MPa时,当温度超过185℃后甲醇与三油酸甘油酯完全互溶,两者形成均相;当混合体系温度超过220℃时,甲醇与三油酸甘油酯开始发生酯交换反应。因此,超临界甲醇条件下的酯交换是均相反应,而且氢键变化不是导致酯交换反应的主要原因,高温高压条件下C－OH键振动形式的变化,即出现C⁺…O^-…H⁺振动使小分子醇的亲电性和亲核性均增强是导致超临界无催化酯交换反应快速进行的主要原因。