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相似文献
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1.
本文应用程序升温脱附和程序升温反应技术,对镍基催化剂上CO 的吸附和歧化及其同水的反应进行了研究。结果表明:随吸附温度的升高,(从120℃到300℃)CO 的解离吸附不断增加。400℃以上助剂中的氧参与了表面碳的氧化,在多层积碳的表面上,CO 仍然能够被吸附和进行歧化反应,表明表面碳可能代替镍起到CO吸附和反应的新的活性中心的作用。在高温陈化过的表面碳上,CO 吸附困难。CO与水的反应很可能是以表面碳做为反应中间体进行的。同水反应的表面碳有三种形态,其反应峰温分别为246℃、360—370℃和>550℃。520℃陈化后,前两种形态的表面碳失活严重,而后一种则比较稳定。  相似文献   

2.
用脉冲热重差热法及程序升温脱附法研究了添加氧化镧对镍催化剂催化一氧化碳甲烷化反应的影响。结果表明,氧化镧对氧化镍的还原温度没有显著影响。它使无载体的镍催化剂的金属镍表面积稍有降低,但可使Ni/γ-Al_2O_3的镍表面积增加。氧化镧使吸附在镍上的一氧化碳发生解离和岐化反应能力增加,但使氢在镍上的吸附强度减弱。由这两种作用的综合结果,使得添加氧化镧之后的镍催化剂对一氧化碳甲烷化催化反应的转化频率没有显著变化。  相似文献   

3.
水蒸汽对Ni/Ce-Zr-Al-Ox催化剂上CO2-CH4反应积碳的影响   总被引:3,自引:0,他引:3  
采用水热合成-负载法制备了Ni/Ce-Zr-Al-Ox催化剂,进行了CO2重整CH4的反应,并采用X射线光电子能谱(XPS)、程序升温加氢(TPH)等方法表征了在反应过程中催化剂表面的积碳物种,考察了添加少量水蒸汽对积碳的影响以及水蒸汽和表面积碳物种的作用.TPH实验测得有两类碳物种,一类是在250~350℃出现的少量α-碳,应主要是活性高的CH4解离碎片;另一类是在700℃附近出现的β-碳,应是导致催化剂失活的趋于石墨化或已经石墨化的积碳.β-碳比α-碳更容易同水蒸汽作用,添加少量水蒸汽到反应气中能够明显抑制β-碳的生成.活性测试结果表明,Ni/Ce-Zr-Al-Ox催化剂显示了89%的CH4转化率和良好的稳定性,添加3.2%(ψ)的水蒸汽后活性提高到94%,由于对非活性积碳的抑制,可以预料其稳定性也将进一步提高.  相似文献   

4.
考察了823K焙烧的干凝胶xNCA550、气凝胶aNCA550及浸渍型催化剂iNCA550在923K、1073K、1173K反应温度下的积碳行为,对催化剂表面碳的活性及类型进行了分析,并探讨了影响催化剂积碳的因素。实验结果表明,随反应温度的提高,催化剂的积碳能力减弱,尤以气凝胶催化剂aNCA550明显。催化剂的积碳主要发生在反应的初期,反应温度越高,到达积碳量相对稳定期所需要的时间越短;随着反应时间的延续,催化剂积碳量缓慢增长,并且表面碳的活性降低。催化剂的酸性和镍晶粒大小是影响其积碳性能的主要内在因素,而它们对积碳的影响程度受反应温度的影响,反应温度越高,催化剂表达酸性中心利于积碳的作用越小,小晶粒镍抑制催化剂积碳的能力越强。  相似文献   

5.
在流化床反应条件下进行了SAPO-34催化的甲醇转化的程序升温反应,并分析了不同反应温度阶段的积碳产物.结合对反应流出物的检测结果和热分析及色质联用分析确定的积碳物种变化,解释了程序升温反应过程中甲醇转化特殊的变化趋势.在程序升温甲醇转化的积碳产物中,除芳烃外,还有一种饱和的多环烷烃积碳物种,它的生成影响了烃池活性中心的形成并引起甲醇转化在低温反应阶段的失活.甲基取代苯和甲基取代金刚烷是低温条件下SAPO-34催化的甲醇转化产生的主要积碳产物,它们在升温过程中会向甲基取代萘以及稠环芳烃转变.积碳物种的演变对应了甲醇转化在起始反应阶段(300~325oC)的反应活性升高和此后(325~350oC)的失活以及在更高温度阶段(350~400oC)活性的恢复.在反应性能评价和积碳分析基础上,首次提出了一种与金刚烷类积碳物种生成相关的低温甲醇转化的失活机理.  相似文献   

6.
在不同CO分压下制备了ε-Fe2C,χ'-Fe5C2和θ-Fe3C等系列单相碳化铁,经钝化处理后采用低温N2物理吸附、穆斯堡尔谱、激光拉曼光谱和程序升温脱附技术进行了详细的表征.结果发现,碳化气氛,尤其是碳化温度对所得碳化铁结晶度有所影响.碳化铁表面的积碳程度随碳化气氛中CO分压的升高而增高,而随碳化温度的升高呈抛物线形式增高;不同碳化条件下生成的碳化铁晶型和表面积碳的差异导致其织构性质及其吸附CO的能力不同,低温(200oC)碳化生成的Fe2C表面解离吸附CO的能力显著强于其他碳化铁;低碳气氛中生成的Fe3C上CO的解离脱附量最大;其他条件下生成的碳化铁因表面吸附活性位的破坏和大量沉积碳的生成使得解离吸附CO的能力较弱.  相似文献   

7.
粘胶纤维毡由化学药品LA催化预处理,然后经高温820~850℃下水蒸汽活化来制备粘胶活性炭纤维,其孔结构受热解炭化和活化过程的影响。本文研究了不同升温速率、不同温度下通入水蒸汽以及不同空速对活化结果的影响;同时考察了粘胶炭纤维与水蒸汽反应的动力学以及粘胶活性炭纤维的吸附性能。  相似文献   

8.
金属Pt表面水蒸汽分子吸附的量子力学计算   总被引:1,自引:0,他引:1  
基于电子与振动近似方法和密度泛函B3LYP理论, 氧和氢原子选择6-311G**基函数, Pt选择赝势基组LanL2DZ, 优化得到Pt-OH2结构和微观性质, 稳态结构Pt-H2O分子中, Pt与H2O不在同一平面, Pt倾向于与O原子结合. 计算了100~898.15 K温度下, 水蒸汽分子在Pt表面吸附反应的热力学函数值和平衡压力, 拟合得到ΔS0H0, ΔG0, ln p与温度的函数关系. 室温以上ΔG0>0 kJ•mol-1, 水蒸汽分子在Pt表面不能稳定吸附; 200 K以下, ΔG0<0 kJ•mol-1, 能够稳定吸附. 计算了不同温度下水蒸汽分子在Pt表面发生解离反应的ΔG0和平衡压力, 室温以上ΔG0>0 kJ•mol-1. 100~898.15 K温度下, 水蒸汽分子在Pt表面不容易发生解离, 实际反应过程中以完整分子形式参与反应.  相似文献   

9.
运用电化学循环伏安和程序电位阶跃方法研究了阴离子特性吸附和Pt(111)电极表面结构对乙二醇解离吸附反应动力学的影响. 结果表明, 阴离子特性吸附显著影响乙二醇的解离吸附, 在高氯酸介质中(无特性吸附)测得乙二醇解离吸附反应的初始速率vi以及解离吸附物种(DA)的饱和覆盖度均明显大于硫酸溶液(发生SO2-4/HSO-4特性吸附)中的相应值; 其平均速率v随电极电位的变化呈类似火山型分布, 最大值位于0.22 V(vs SCE)附近. 还发现通过不同处理获得的Pt(111)电极的不同表面结构对这一表面过程也具有显著的影响.  相似文献   

10.
用程序升温脱附技术,研究了添加稀土的烃类水蒸汽重整催化剂(Ni/α-Al_2O_3)对水蒸汽的吸附性能,同未加稀土的镍催化剂作了对比。结果表明,加有稀土的镍催化剂对水蒸汽的吸附能力主要是稀土的贡献。还原态催化剂对水蒸汽的吸附量比相应的氧化态多1.4倍。发现催化剂对水蒸汽的吸附能力不仅取决于浸渍方式,而且同稀土含量有关。当稀土含量较多时,催化剂表面上呈现出三个能量不同的吸附位。稀土含量少于1.3%时。对提高催化剂吸附水蒸汽的能力已作用不大。含稀土的镍催化剂吸附水蒸汽的能力大,正是其抗结炭性能耐硫性能好的原因。  相似文献   

11.
Hydrogen production by catalytic steam reforming of the bio-oil, naphtha, and CH4 was investigated over anovel metal-doped catalyst of (Ca24Al28O64)4+¢4O-/Mg (C12A7-Mg). The catalytic steam reforming wasinvestigated from 250 to 850 ±C in the ˉxed-bed continuous °ow reactor. For the reforming of bio-oil, theyield of hydrogen of 80% was obtained at 750 ±C, and the maximum carbon conversion is nearly close to95% under the optimum steam reforming condition. For the reforming of naphtha and CH4, the hydrogenyield and carbon conversion are lower than that of bio-oil at the same temperature. The characteristics ofcatalyst were also investigated by XPS. The catalyst deactivation was mainly caused by the deposition ofcarbon in the catalytic steam reforming process.  相似文献   

12.
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   

13.
Internal reformation of low steam methane fuel is important for the high e ciency and low cost operation of solid oxide fuel cell. Understanding and overcoming carbon deposition is crucial for the technology development. Here a multi-physics model is established for the relevant experimental cells. Balance of electrochemical potentials for the electrochemical reactions, generic rate expression for the methane steam reforming, dusty gas model in a form of Fick's model for anode gas transport are used in the model. Excellent agreement between the theoretical and experimental current-voltage relations is obtained, demonstrating the validity of the proposed theoretical model. The steam reaction order in low steam methane reforming reaction is found to be 1. Detailed information about the distributions of physical quantities is obtained by the numerical simulation. Carbon deposition is analyzed in detail and the mechanism for the coking inhibition by operating current is illustrated clearly. Two expressions of carbon activity are analyzed and found to be correct qualitatively, but not quantitatively. The role of anode diffusion layer on reducing the current threshold for carbon removal is also explained. It is noted that the current threshold reduction may be explained quantitatively with the carbon activity models that are only qualitatively correct.  相似文献   

14.
采用共沉淀-浸渍法制备了不同Ni 含量的 Ni/Mg(Al)O 催化剂并用于液化石油气(LPG)的低温水蒸气重整反应. X 射线衍射和程序升温还原结果表明, 在 800 ℃焙烧的 Ni/Mg(Al)O 催化剂中, NiO 与 MgO 反应生成 Mg-Ni-O 固溶体, 还原后形成金属 Ni 纳米颗粒. 详细研究了 Ni 含量(质量分数)、反应温度和水/碳摩尔比(nH2O/nC) 等对催化剂性能的影响. 实验结果表明, 15%Ni/Mg(Al)O 催化剂对 LPG 低温重整反应具有最佳的催化性能. 提高反应温度能显著提高 Ni/Mg(Al)O 催化剂的催化性能. 当nH2O/nC=2时, 在400~500 ℃的温度范围使LPG完全转化的最大反应空速从 28900 mL·h-1·g-1Cat提高到 86800 mL·h-1·g-1Cat. 适当增大水/碳摩尔比有利于 LPG 转化为小分子气体, 但在 LPG 摩尔流量不变的情况下, 反应气中水含量过高会导致 LPG 转化率降低. 反应后催化剂的X射线衍射谱(XRD)和热重分析(TG)结果表明, Ni/Mg(Al)O催化剂优良的催化活性和反应稳定性可归因于催化剂表面Ni晶粒较高的稳定性和抗积炭性能.  相似文献   

15.
用传统湿式浸渍法制备了La2O3掺杂的商业γ-Al2O3负载的沼气重整催化剂Ni-Co/La2O3-γ-Al2O3, 并用程序升温加氢(TPH)、程序升温氧化(TPO)、程序升温表面反应(TPSR)、程序升温脱附(TPD)及脉冲实验对催化剂进行了表征. 结果表明, 沼气重整过程中Ni-Co/La2O3-γ-Al2O3催化剂上的表面碳物种主要来源于CH4的裂解, CO2的贡献很小. CH4裂解能够产生三种活性不同的碳物种, 即Cα、Cβ与Cγ. 随着反应的进行, Cα物种减小而Cβ与Cγ物种增加, 且Cγ物种能够转变为惰性的石墨碳. 重整反应过程中CH4与CO2的活化能相互促进. 催化剂表面的O物种与C反应生成CO或与CHx反应生成CHxO再分解为CO与吸附态的H物种, 可能是Ni-Co/La2O3-γ-Al2O3催化剂上沼气重整的速率控制步骤.  相似文献   

16.
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   

17.
六铝酸盐催化剂上甲烷与二氧化碳重整反应的研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
合成了具有磁铅石结构的Sr1-xLaxNiAl11O19系列催化剂,并用XRD、UV-DRS、H2-O2滴定及Py-IR等方法对其体相及表面性质进行了表征,考察了甲烷与二氧化碳重整反应活性及积炭性.结果表明,La3+离子能够同晶取代Sr2+离子进入催化剂晶格内部,使催化剂的结晶度提高,还原性降低,同时降低了催化剂表面的酸性,有助于提高催化剂的抗积炭能力.  相似文献   

18.
The adsorption and dissociation of methane and carbon dioxide for reforming on nickel catalysts were extensively investigated by TPSR, TPD, XPS and pulse reaction methods. These studies showed that the decomposition of methane results in the formation of at least three kinds of surface carbon species on supported nickel catalysts. Carbidic Cα, carbonaceous Cβ and carbidic clusters Cγ surface carbon species formed by the decomposition of methane demonstrated different surface mobility, thermal stability and reactivity. Carbidic Cα is a very active and important intermediate in carbon dioxide reforming with methane, and the carbidic clusters Cγ species might be the precursor of surface carbon deposition. The partially dehydrogenated Cβ species can react with H2 or CO2 to form CH4 or CO. On the other hand, it was proven that CO2 can be weakly adsorbed on supported nickel catalysts, and only one kind of CO2 adsorption state is formed. The interaction mechanism between the species dissociated from CH4 and CO2 during reforming was then hypothesized.  相似文献   

19.
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   

20.
Reaction kinetics measurements of the water-gas shift reaction were carried out at 373 K on Pt/Al2O3 in vapor phase to investigate the effects of CO, H2, and H2O partial pressures. Results of in situ ATR-IR studies conducted in vapor phase under similar conditions suggest that the Pt surface coverage by adsorbed CO is high (approximately 90% of the saturation coverage), leading to a negligible effect of the CO pressures on the rate of reaction. The negative reaction order with respect to the H2 pressure is caused by the increased coverage of adsorbed H atoms, and the fractional positive order with respect to the water pressure is consistent with non-equilibrated H2O dissociation on Pt. Results of in situ ATR-IR studies carried out at 373 K show that the presence of liquid water leads to a slight decrease in the Pt surface coverage by adsorbed CO (approximately 80% of the saturation coverage) when the CO partial pressure is the same as in the vapor-phase studies. The rate of the WGS reaction in the presence of liquid water is comparable to the rate under complete vaporization conditions when other factors (such as CO partial pressure) are held constant. Reaction kinetics measurements of methanol reforming were carried out at 423 K over a total pressure range of 1.36-5.84 bar. In situ ATR-IR studies were conducted at 423 K to determine the Pt surface coverage by adsorbed CO in completely vaporized methanol feeds and in aqueous methanol solutions. The decomposition of methanol is found to be slower during the reforming of methanol in liquid phase than in vapor phase, which leads to a lower rate of hydrogen production in liquid phase (0.08 min(-1) at 4.88 bar) than in vapor phase (0.23 min(-1) at 4.46 bar). The lower reaction order with respect to methanol concentration observed for vapor-phase versus liquid-phase methanol reforming (0.2 versus 0.8, respectively) is due to the higher extent of CO poisoning on Pt for reforming in vapor phase than in liquid phase, based on the higher coverage by adsorbed CO observed in completely vaporized methanol feeds (55-60% of the saturation coverage) than in aqueous methanol feed solutions (29-40% of the saturation coverage).  相似文献   

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