γ-Mo_2N和分子筛负载的钼氮化物的结构表征

采用程序升温氮化的方法制备了分子筛负载的钼氮化物催化剂,并用EXAFS方法研究了氮化前后Mo原子的局域配位情况.氮化前负载MoO_3样品的径向结构函数中有三个峰,其中前两个峰对应着最近的Mo-O配位壳层,但是第一个峰与第二个峰的比例比晶体MoO_3中的比例大很多,表明分子筛负载的MoO_3具有更紧密的结构.氮化以后,Mo_2N样品的径向结构函数中有三个峰,对应于一个Mo－N和两个Mo－Mo配位壳层,与面心立方模型符合得很好.根据XRD和EXAFS谱的计算表明,Mo_2N中的N原子使Mo－Mo键拉长并削弱.分子筛负载的Mo2N样品具有与非负载Mo_2N样品近似相同的径向结构函数,只是对应于Mo－N壳层的峰较弱,表明负载的Mo_2N具有更大的结构无序性.     

γ-Mo2N和分子筛负载的钼氮化物的结构表征

采用程序升温氮化的方法制备了分子筛负载的钼氮化物催化剂,并用EXAFS方法研究了 氮化前后Mo原子的局域配位情况.氮化前负载MoO3样品的径向结构函数中有三个峰,其中前两 个峰对应着最近的Mo-O配位壳层,但是第一个峰与第二个峰的比例比晶体MoO3中的比例大很 多,表明分子筛负载的MoO3具有更紧密的结构.氮化以后,Mo2N样品的径向结构函数中有三个 峰,对应于一个Mo-N和两个Mo-Mo配位壳层,与面心立方模型符合得很好.根据XRD和EXAFS谱 的计算表明,Mo2N中的N原子使Mo-Mo键拉长并削弱.分子筛负载的Mo2N样品具有与非负载Mo2 N样品近似相同的径向结构函数,只是对应于Mo-N壳层的峰较弱,表明负载的Mo2N具有更大的 结构无序性.     

CH4—CO2重整反应镍催化剂的积碳性能研究

用热分析技术结合现代仪器分析，对不同条件下制备的ＣＨ４／ＣＯ２重整反应镍催化剂上的积碳量及积碳类型进行了研究。发现反应过程中镍催化剂上形成了３种不同反应活性的碳物种，积碳量的大小与所生成这三种碳物种的相对量有关。ＸＰＳ，ＳＥＭ，ＥＰＭＡ对三种不同碳物种的结构进行初步确定，为ＣＨ４／ＣＯ２重整反应镍催化上积碳机理研究提供了有用信息。     

载体酸碱性对CO2／CH4重整反应用镍基催化剂的影响

考察了6种载体对镍基催化剂的CO2/CH4重整反应性能的影响,并采用CO2-TPD,H2-TPR和BET技术对催化剂进行表征.结果表明,Ni/MgO-Al203,催化剂表现出较好催化活性和较高的反应产率,且反应后催化剂的失活率最小(4.65%).载体的酸碱性和比表面积的大小直接影响到催化剂的反应性能,经碱土金属修饰的复合载体表面的碱性增强,提高了对CO2的吸附解离能力,使催化剂在重整反应中表现出较好的抗积炭能力.各催化剂的稳定性依次为:Ni/MgO-Al2O3>Ni/MCM-41>Ni/MgO>Ni/Al203>Ni/ZrO2>Ni/ZSM-5.     

CO2／CH4重整镍基催化剂制备与性能的关系

一般浸渍法与真空浸渍法的比较说明,真空浸渍制备的催化剂,其表面具有较多的Ｎｉ原子,催化活性较高,现场ＴＰＯ实验表明,ＣＯ岐化的积炭量大于ＣＨ４解离的积炭量。从而提出镍基催化剂的积炭主要来自反应生成气ＣＯ的岐化。     

载体对镍基催化剂CH4／CO2重整制合成气性能的影响

在Ｎｉ／ＭｇＯ、Ｎｉ／ＣａＯ和Ｎｉ／ＣｅＯ催化剂上,ＣＨ４／ＣＯ２重整制事成的活性测试表明ＭｇＯ是一种较好的载体,ＴＰＲ实验显示,Ｎｉ－ＭｇＯ之间的相互作用比Ｎｉ－ＣａＯ和Ｎｉ－ＣｅＯ２强,现场ＣＯ岐化和ＣＨ４解离实验表明, 经剂表面吸附的氢会促进ＣＯ歧化和ＣＨ４解离积炭。     

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．     

超细镍基催化剂的CH4—CO2重整反应性能——Ⅲ制备方法对催化剂吸附CO2性能的影响

采用溶胶－凝胶法和超临界干燥技术,制备了气凝胶超细氧化铝载体、超细二元（NiO-Al2O3）和三元（NiO-La2O3-Al2O3）催化剂,同时以超细氧化铝载体浸渍镍盐的二元催化剂和普通氧化铝浸渍的镍镧铝的三元催化剂作为对比。通过CO2－TPD实验及XRD、XPS和IR技术表征,考察了制备方法和氧化镧改性对催化剂吸附二氧化碳能力的影响。结果表明,超细样品的吸附能力明显高于浸渍型催化剂,具有明显的纳米粒子效应,La2O3的加入,提高了强碱中心数,使催化剂的吸附能力显著增强,且不受制备方法的影响,还原后的镍物种吸附CO2后,与载体之间的相互作用被消弱,容易被重新氧化成粒度较大的氧化镍晶粒。     

加压下Ni/MgO催化剂催化CO2重整CH4反应的特性

 以在流动N2中热处理的Mg(OH)2醇凝胶制得的纳米氧化镁(MgO-AN)为载体,制备了Ni/MgO-AN催化剂. 这种催化剂在常压下的CO2重整CH4反应中表现出了高活性和稳定性,而在加压反应中的催化活性随着反应压力的升高而降低,并呈现出自稳定特性. 采用TG,XRD和TPH技术对催化剂进行了表征. 结果表明,常压反应中催化剂表面的积炭量很少,而在加压反应中催化剂表面有明显的积炭,且积炭量随着反应的进行逐渐增加,并在12 h左右达到一个稳定值. 催化剂的活性组分金属Ni在常压CO2重整CH4反应中不发生烧结长大,而在加压反应中发生明显的烧结. 常压反应中催化剂表面只形成一种积炭物种,而在加压反应中形成两种积炭物种. 因此,Ni/MgO-AN在加压反应中的催化行为与常压反应中的有明显区别.     

用不同前驱体制备的Co/SiO2催化剂的结构及其CO2/CH4重整反应性能

 分别采用硝酸钴、醋酸钴、硫酸钴和氯化钴为前驱体制备了Co／SiO2催化剂,用XRD,TPR,SEM和H2－TPD等实验技术考察了钴盐前驱体对催化剂结构和二氧化碳重整甲烷反应性能的影响,重点考察了硝酸钴和醋酸钴的作用．结果表明,由醋酸钴制备的Co／SiO2催化剂有最佳的催化活性和稳定性,它在钴物种的存在状态、金属－载体相互作用、钴金属晶粒度及抗烧结、抗积炭能力等方面,均与由硝酸钴制备的Co／SiO2催化剂存在显著的差别．Co／SiO2催化剂的反应活性和稳定性分别与其金属分散度和抗烧结、抗积炭能力密切相关．     

CO2 Reforming of CH4 over Nickel and Cobalt Catalysts Prepared from La—Based Perovskite Precursors

Four perovskite-type complex oxides (LaNiO3, La2NiO4, LaCoO3 and La2CoO4) were successfully prepared using two sol-gel methods, the Pechini method (PC) and the citric acid complexing method (CC). The catalysts were characterized by XRD and TPR. After reduction, the activity of the catalysts in the CO2 reforming of methane was tested. Ni-based catalysts from La2NiO4 precursors were the most active and stable catalyst after calcination above 850 癈, which gave a methane conversion of 0.025 mmol/(g-s) for those prepared by the PC method and 0.020 mmol/(g-s) by the CC method. It was proposed that the well-defined structure and lower reducibility is responsible for the unusual catalytic behavior observed over the pre-reduced La2NiO4 catalyst.     

Ni/Ce-Zr-Al-O催化剂的表面碱性和CO2＋CH4重整性能

用水热法制备了不同NiO含量的Ni/Ce-Zr-Al-O催化剂.用H2-TPD (程序升温脱附),DRIFTS(漫反射红外傅立叶变换光谱),CO2-TPD等方法考察了NiO的含量对催化剂表面碱性的影响,并和反应稳定性以及抗积碳性能相关联.H2-TPD结果表明,随NiO含量的增加,催化剂表面的Ni含量增加.DRIFT和CO2-TPD结果表明CO2的化学吸附主要是碳酸盐和碳酸氢盐形式.添加少量Ni能够使表面碱性位数量显著增加,碱强度减弱.Ni可能优先占据在催化剂表面较强的碱性位上,再增加Ni的含量则会使碱强度减弱,碱性位有所减少,降低CO2的吸附性能,从而减弱从CO2获得活动氧以消碳的能力.这种作用使NiO含量为7.0％(w)的样品活性随反应进行而减低,积碳量是NiO含量为4.0％(w)的样品的3.7倍.     

介孔Ni/CaO-ZrO2纳米复合物催化甲烷和二氧化碳重整

采用溶胶-凝胶法制备了一种具有高热稳定性的介孔Ni/CaO-ZrO2纳米复合物.此纳米复合物在甲烷/二氧化碳重整中表现出较高的活性和稳定性,且经连续运行50h后,其催化活性没有明显降低,稳定性显著高于Ni/Al2O3或Ni/SiO2负载型催化剂.这是由于反应过程中纳米Ni颗粒尺寸被有效稳定以及碱性组分CaO的存在,催化剂中相互嵌合的Ni,ZrO2和CaO的颗粒尺寸均为10nm左右,堆积形成了海绵状的介孔结构.CaO的存在使催化剂具有较强的碱性,促进了反应物CO2的化学吸附和解离.     

Ni／Al2O3催化剂上CH4／CO2重整的脉冲反应研究

报道了用脉冲反应研究Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３催化剂上ＣＨ４／ＣＯ２重整反应的结果。脉冲反应显示，在还原的Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３催化剂上，ＣＨ４在６７３Ｋ就开始发生分解，并有Ｃ２Ｈ６、Ｃ２Ｈ４生成，１０２３Ｋ下，ＣＨ４几乎完全分解，单纯的ＣＯ２则很难在还原的催化剂上发生反应，在９７３Ｋ以上的高温下才会有少量Ｃ胜成ＣＯ．ＣＨＣＯ２的脉冲反应表明，当ＣＨ４在较低温度下开始分解时，ＣＯ２也会发生分解，并生成ＣＯ。脉冲反     

FeOx／ZrO2催化剂结构及CO氧化性能的研究

利用XRD、TPR及固定床微反技术,研究了添加FeOx对ZrO2载体结构稳定性和催化性能的影响。结果表明,FeOx对载体ZrO2具有良好的热稳定性,能阻止ZrO2从四方晶型向单斜晶型的转变;FeOx与载体ZrO2之间的相互作用,能促进FeOx在载体表面的分散,并提提高FeOx/ZrO2催化剂的氧化和还原性能。     

La2NiO4／Al2O3催化剂上CH4／CO2的重整

 通过溶胶－凝胶方法制备了尖晶石结构的La2NiO4／Al2O3催化剂，采用BET，XRD和TG表征了催化剂的孔分布、比表面积、体相组成以及凝胶样品的热失重和热分解过程．将催化剂应用于CH4／CO2重整反应制合成气，考察了惰性气体和反应温度对转化率、选择性以及积碳的影响．结果表明，在高空速（GHSV＝4．8×104ml／（g·h））下，CH4和CO2转化率分别为51％和60％，CO和H2的选择性约为98％和92％，惰性气体He的引入明显地提高了CH4和CO2的转化率．     

Catalytic Performance and Characterization of Pt‐Co/Al2O3 Catalysts for CO2 Reforming of CH4 to Synthesis Gas

Pt‐Co/Al₂O₂ catalyst has been studied for CO₂ reforming of CH₄ to synthesis gas. It was found that the catalytic performance of me catalyst was sensitive to calcination temperature. When Co/Al₂O₃ was calcined at 1473 K prior to adding a small amount of Pt to it, the resulting bimetallic catalyst showed high activity, optimal stability and excellent resistance to carbon deposition, which was more effective to the reaction than Co/Al₂O₃ and Pt/Al₂O₃ catalysts. At lower metal loading, catalyst activity decreased in the following order: Pt‐Co/ Al₂O₃ > Pt/Al₂O₃ > Co/Al₂O₃. With 9% Co, the Co/Al₂O₃ calcined at 923 K was also active for CO₂ reforming of CH₄, however, its carbon formation was much more fast man that of the Pt‐Co/Al₂O₃ catalyst. The XRD results indicated that Pt species well dispersed over the bimetallic catalyst. Its high dispersion was related to the presence of CoAl₂O₄, formed during calcining of Co/Al₂O₃ at high temperature before Pt addition. Promoted by Pt, Co/Al₂O₄ in the catalyst could be reduced partially even at 923 K, the temperature of pre‐reduction for the reaction, confirmed by TPR. Based on these results, it was considered that the zerovalent platinum with high dispersion over the catalyst surface and the zerovalent cobalt resulting from Co/Al₂O₄ reduction are responsible for high activity of the Pt‐Co/Al₂O₃ catalyst, and the remain Co/Al₂O₄ is beneficial to suppression of carbon deposition over the catalyst.     

Mo、W金属氧化物对CH4/CO2重整Ni基催化剂性能的影响

用XRD、XPS、元素分析、TEM和活性评价等方法研究过渡金属氧化物MoO3和WO3对SiO2负载的Ni基催化剂物理化学性质和CH4/CO2重整制合成气催化性能的影响.结果表明,在负载型的镍催化剂中,MoO3和WO3的添加一方面提高了Ni的核外电子密度,减弱了对CH4深度裂解积炭;另一方面使催化剂表面镍的相对浓度降低,结构上起到了隔离、分散金属颗粒的作用,氧的相对浓度升高,有效提高了催化剂的抗烧结和抗积炭能力,显示出较好的催化稳定性.     

载体对负载钴催化剂CH_4/CO_2重整反应的影响

采用固定床微反应器、利用 XRD及 TPR技术研究了载体对负载于 γ- Al2 O3、Si O2 和HZSM- 5分子筛上的 Co催化剂的 CH4/ CO2 重整制合成气反应性能的影响 .结果表明 ,金属与载体之间的相互作用是影响催化剂活性和稳定性的重要因素 .HZSM- 5是一种优良载体 ,但硅铝比较低易积炭 ;Co/ Si O2 及低负载量的 Co/ Al2 O3催化剂活性较低易失活 ,其失活原因前者为 Co0 晶粒的烧结 ,后者为 Co0 向 Co Al2 O4的转变 .探讨了金属 -载体相互作用与催化剂性能之间的关系     

水蒸气对Ni/Ce-Zr-Al-Ox催化剂上CO2重整CH4瓜的影响

采用水热合成-负载法制备了Ni/Ce-Zr-Al-Ox催化剂,测试了该催化剂上CO2重整CH4反应的活性和稳定性,并考察了添加少量水蒸气对CO2重整CH4反应的影响.结果表明,在不含水蒸气的反应气中反应198 h后CH4和CO2的转化率分别为89%和98%,H2/CO摩尔比约为1.00,且没有任何失活.添加3.2%的水蒸气后,CH4转化率提高到94%,CO2转化率不变,H2/CO摩尔比约提高0.06,同时稳定性也很好.计算结果表明,添加少量水蒸气后,CO2重整CH4被促进,逆水煤气反应被抑制,而水蒸气重整CH4没有明显变化.