制备条件对Ni/ZrO2-SiO2催化剂煤气甲烷化的影响

采用浸渍法制备了ZrO₂-SiO₂复合载体和Ni质量分数为6%的Ni/ZrO₂-SiO₂催化剂,考察了载体制备时浸渍溶液pH值、焙烧温度和催化剂制备时的焙烧温度对Ni/ZrO₂-SiO₂催化剂煤气甲烷化反应性能的影响。采用X射线衍射、程序升温还原和扫描电子显微镜等方法对催化剂进行了表征。结果表明,载体浸渍溶液pH值为8.0～9.0, 载体焙烧温度为550 ℃,催化剂焙烧温度为450 ℃时,Ni/ZrO₂-SiO₂催化剂在煤气甲烷化反应中显示了最优的催化性能,CO转化率100%,CO₂转化率1.8%,CH₄生成速率16.6 mmol/(h·g)。进一步表征发现,制备ZrO₂-SiO₂复合载体时,增大浸渍溶液的pH值有利于形成粒径较小的亚稳态四方晶相ZrO₂,可见四方晶相ZrO₂更有利于甲烷化反应;载体焙烧温度会影响到NiO粒径的大小和其在催化剂表面的分散,温度过高和过低都会导致NiO粒径大小的不适宜以及分散性的降低;催化剂焙烧温度过高则会导致NiO与载体间的相互作用减弱,NiO分散性降低。     

负载Ni催化剂用于乙二醇蒸汽重整制氢催化性能研究

采用等体积浸渍法和共沉淀法制备了Ni催化剂,在固定床反应器上考察了Ni负载量、焙烧温度、反应温度等因素对乙二醇低温重整制氢反应活性和选择性的影响。应用X射线衍射、氮物理吸附、H₂程序升温还原等技术对负载型Ni催化剂进行了表征。结果表明,共沉淀法制备的Ni/CeO₂催化剂具有较小的NiO颗粒与CeO₂载体颗粒粒径,催化活性较高。添加少量氧化钴到Ni/CeO₂催化剂中可使H₂收率达72.6%,EG转化率达93.1%。在CeO₂中添加Al₂O₃能提高负载Ni催化剂的活性,乙二醇转化率达94.0%,H₂收率达67.0%;但添加SiO₂则使其活性明显变差。     

焙烧温度对Ni/CaO-Al2O3结构及其催化重整性能的影响

采用共沉淀法制备了一系列具有类水滑石结构前驱体的Ni/CaO-Al₂O₃复合催化剂，考察了制备过程中焙烧温度对复合催化剂结构及性能的影响。结果表明，焙烧温度可调控活性组分Ni与载体之间的相互作用力，进而调变复合催化剂的比表面积、活性组分Ni的颗粒粒径。当焙烧温度为700 ℃时，Ni与载体之间相互作用力适宜，复合催化剂具有最大的比表面积（21.42 m²/g）和最小的Ni颗粒粒径（19.51 nm）；该复合催化剂在CO₂吸附强化CH₄/H₂O重整制氢过程中可得到98.31%的H₂浓度和94.87%的CH₄转化率，循环10次后，H₂浓度仍能保持在97.35%以上。这是因为大的比表面积为反应提供了更多的活性位点，利于CO₂吸附过程的强化，而小的Ni颗粒粒径提高了复合催化剂的抗烧结能力。     

K改性Ni-Co-Al三元复合氧化物催化分解N2O

制备了(Ni+Co)/Al=3、Ni/Co=0.2(原子比)的NiCoAl三元类水滑石样品,焙烧获得NiCoAl复合氧化物,表面浸渍K₂CO₃溶液制备了K改性催化剂,用于N₂O分解反应,考察了K负载量、焙烧温度等制备参数和O₂、H₂O等反应气氛对催化剂活性的影响。用BET、XRD、H₂-TPR、XPS等技术表征了催化剂的组成结构。结果表明,K的表面改性提高了催化剂对N₂O分解反应的催化活性,其中,400℃预焙烧NiCoAl类水滑石制得复合氧化物,初湿浸渍K₂CO₃溶液,K的负载量为K/(Ni+Co)=0.05,400℃ 再焙烧制备的催化剂活性较高,有氧有水条件下500℃ 反应时N₂O可完全分解;在NiCoAl复合氧化物表面负载K₂CO₃组分,降低了催化剂表面Co、Ni元素的电子结合能,弱化了表面Co-O、Ni-O化学键,从而提高了催化剂活性和抗水性能。     

焙烧温度对Ni-Mg基蜂窝状催化剂生物燃气重整调变性能的影响

采用浸渍法制备了Ni、Mg双金属负载在堇青石表面形成的蜂窝状催化剂,研究了焙烧温度对催化剂结构和生物质粗燃气重整反应性能的影响.结果表明,在不同焙烧温度下主要有NiO和NiMgO₂固溶体物相生成.相比于其他焙烧温度,催化剂在650 ℃焙烧温度下更有利于镍活性金属位的分散和活性位数量的增加.在干重整反应条件下,CH₄、CO₂的转化率以及H₂、CO产率随焙烧温度的升高呈现先增加后降低的变化趋势,在650 ℃焙烧温度下达到最高.在水蒸气重整反应条件下主要发生烃类产物与H₂O和CO₂的重整反应以及水煤气变换反应,焙烧温度的升高有利于水煤气反应的进行.此外,焙烧温度对于干重整反应条件下的H₂/CO体积比调节影响较小,而对于水蒸气重整反应条件下的H₂/CO体积比可进行选择性调节.     

制备方法对甲烷干重整催化剂Ni/La2O3/Al2O3结构及性能的影响

采用浸渍法及蒸发法制备了Ni/La₂O₃/Al₂O₃催化剂,考察了制备方法对其结构及甲烷干重整催化性能的影响。通过XRD、H₂ TPR、BET、TEM、TG-DSC等方法对催化剂进行了表征。结果表明,浸渍法制备的催化剂具有较好的Ni分散性、更均匀的粒径分布,较大的比表面积及更优的孔结构,从而具有更好的Ni抗烧结能力及抗积炭性。浸渍法制备的催化剂平均积炭速率很低,约为0.6737mg/(g_cat·h),相当于蒸发法制备催化剂的21%。活性测试结果表明,浸渍法制备的催化剂上CH₄、CO₂转化率及H₂、CO选择性比蒸发法制备的催化剂分别高约5%、10%及4%、3%,具有更好的稳定性。     

焙烧温度对Ni/La(Ⅲ)催化剂氢解山梨醇制备低碳二元醇性能的影响

采用水热法合成了纳米棒状La(OH)₃载体,通过湿式浸渍方法制备了10%Ni/La(Ⅲ)负载型催化剂,考察了500~800℃不同焙烧温度对于催化剂氢解山梨醇制备低碳二元醇的影响,结合XRD、SEM/EDS、BET、H₂-TPR-MS、CO/CO₂-TPD-MS、TG和ICP-AES等表征手段对Ni/La(Ⅲ)催化剂的构效关系进行了分析。结果表明,Ni/La(Ⅲ)催化剂表现出高的氢解反应活性,在较低的焙烧温度下(500℃)催化剂主要以NiO/La₂O₂CO₃结构形式存在。随着焙烧温度的升高,NiO/La₂O₂CO₃逐渐向La₂NiO₄-La₂O₃进行转变。碱性是影响不同催化剂活性的决定因素,高的焙烧温度促进了催化剂中强碱性位的生成,显著提高了氢解反应活性,但对液体产物的选择性无明显影响,在220℃、4MPa H₂、1.5h的条件下,山梨醇完全转化,低碳二元醇的产率可达到53%。低的焙烧温度则增加了催化剂的水热稳定性。催化剂的失活主要归结于活性金属粒子在水相反应中从载体表面脱落而发生团聚,降低氢解反应活性。     

CeO2-Al2O3负载金催化剂用于水煤气变换反应的催化活性

采用浸渍法和沉积 沉淀法制备了CeO₂-Al₂O₃复合氧化物,比较了复合氧化物负载纳米金催化剂对水煤气变换反应的催化活性。通过N2物理吸附、XRD、TEM、H₂-TPR等表征手段对复合氧化物及其负载金催化剂的物相和结构进行分析,发现复合氧化物的制备方法及其焙烧温度对其比表面积、孔结构及水煤气变换反应活性有明显的影响。与沉积 沉淀法相比,浸渍法制备的CeO₂-Al₂O₃复合氧化物具有较大的CeO₂晶粒尺寸,经500℃焙烧后再负载金,所得催化剂具有更高的活性,250℃时CO转化率可达78.1%。     

二氧化钛负载的镍氧化态对乙腈气相加氢的影响

采用浸渍法制备了二氧化钛负载镍催化剂. 通过控制还原温度(200-400 ℃), 在TiO₂上得到不同氧化态的镍颗粒. 结果发现, 乙腈气相加氢反应受镍氧化态的影响, 300 ℃下还原的催化剂表现出最高的乙腈转化活性, 100 ℃时将乙腈完全转化. 产物产率受到Ni/TiO₂催化剂酸性的影响, 而催化剂的酸性不仅受到TiO₂载体的影响, 还受到负载物Ni 颗粒性质的影响. 随着催化剂还原温度升高, 金属态镍逐渐出现在催化剂表面, 降低了催化剂的酸性强度, 使三乙胺的最大产率升高(从34%升高到48%左右). 研究还发现在Ni/TiO₂催化乙腈加氢反应中, 三乙胺是初始产物. Ni 的状态不仅影响乙腈的转化, 还影响产物的脱附. 提出了乙腈加氢的第一步反应机理.     

表面含氧基团对AuCl3-CuCl2/C双组分非汞催化剂催化性能的影响

采用HNO₃氧化及在He气氛围经不同温度焙烧处理椰壳活性炭, 以此活性炭为载体, 通过浸渍法制得AuCl₃-CuCl₂/C双组分非汞催化剂, 并用于乙炔氢氯化反应评价. 结果表明, 分别以HNO₃处理、 未处理和400 ℃焙烧处理活性炭为载体的催化剂乙炔转化率最高分别可达98%, 96%和90%; 而以700和1000 ℃焙烧的活性炭为载体的催化剂反应4 h后乙炔转化率急剧下降为30%. 考察了活性炭表面的含氧基团(尤其是羟基)对Au基催化剂的催化性能的影响.     

Production of hydrogen peroxide from carbon monoxide, water and oxygen over alumina-supported Ni catalysts

Novel amorphous Ni–B catalysts supported on alumina have been developed for the production of hydrogen peroxide from carbon monoxide, water and oxygen. The experimental investigation confirmed that the promoter/Ni ratio and the preparation conditions have a significant effect on the activity and lifetime of the catalyst. Among all the catalysts tested, the Ni–La–B/γ-Al₂O₃ catalyst with a 1:15 atomic ratio of La/Ni, dried at 120 °C, shows the best activity and lifetime for the production of hydrogen peroxide. The deactivation of the alumina-supported Ni–B amorphous catalyst was also studied. According to the characterizations of the fresh and used catalysts by SEM, XRD and XPS, no sintering of the active component and crystallization of the amorphous species were observed. However, it is water poisoning that leads to the deactivation of the catalyst. The catalyst characterization demonstrated that the active component had changed (i.e., amorphous NiO to amorphous Ni(OH)₂) and then salt was formed in the reaction conditions. Water promoted the deactivation because the surface transformation of the active Ni species was accelerated by forming Ni(OH)₂ in the presence of water. The formed Ni(OH)₂ would partially change to Ni₃(PO₄)₂.     

热处理对Ni/C催化剂上甲醇羰基化性能的影响

在惰性气氛中将Ｎｉ／Ｃ催化剂进行不同温度的热处理,采用ＸＰＳ,ＴＰＲ,ＢＥＴ和ＸＲＤ手段对其进行了表征。在加压和碘甲烷助催化剂的存在下考察了热处理温度和热处理次序对甲醇羰基化活性及醋酸收率的影响。结果表明,随着处理温度的升高,羰基化活性和产物收率明显提高,而热处理次序对反应性能影响甚微。热处理过程中活性炭保进了ＮｉＯ还原为金属Ｎｉ,使得镍活性中心的数目明显增加,并且氧化炭负载的镍催化剂的孔结构变化     

Hydrogen production through diesel steam reforming over rare-earth promoted Ni/γ-Al_2O_3 catalysts

Rare-earth (La, Ce, Yb) promoted Ni/γ-Al2O3 catalysts were prepared by impregnation method. Activity and carbon formation resistance of the prepared catalysts were evaluated under various reaction conditions. Catalyst characterizations with TG, TPR and H2 chemisorption were carried out to investigate the promoting mechanism. Experimental results show that rare-earth promoters, especially Yb promoter, obviously improve the activity and carbon formation resistance of Ni/γ-Al2O3 catalyst, and Yb-Ni catalyst shows even higher performance than several commercial catalysts. According to the characterization results, Yb promoter enhances the interaction between the active metal and support, thus increasing the active metal’s dispersion and improving its performance. Furthermore, the obvious difference in diesel conversion between Yb-Ni catalyst and others was shown in the temperature range of 450-550 °C, which would be the reason for its excellent carbon resistance.     

Improved catalytic performance of Ni catalysts for steam methane reforming in a micro-channel reactor

Milliseconds process to produce hydrogen by steam methane reforming （SMR） reaction, based on Ni catalyst rather than noble catalyst such as Pd, Rh or Ru, in micro-channel reactors has been paid more and more attentions in recent years. This work aimed to further improve the catalytic performance of nickel-based catalyst by the introduction of additives, i.e., MgO and FeO, prepared by impregnation method on the micro-channels made of metal-ceramic complex substrate. The prepared catalysts were tested in the same micro-channel reactor by switching the catalyst plates. The results showed that among the tested catalysts Ni-Mg catalyst had the highest activity, especially under harsh conditions, i.e., at high space velocity and/or low reaction temperature. Moreover, the catalyst activity and selectivity were stable during the 12 h on stream test even when the ratio of steam to carbon （SIC） was as low as 1.0. The addition of MgO promoted the active Ni species to have a good dispersion on the substrate, leading to a better catalytic performance for SMR reaction.     

碳载Pt-Ni催化剂对直接甲醇燃料电池阴极氧电还原性能的影响

采用间歇式微波法制备了不同Pt、Ni原子比的碳载Pt-Ni催化剂。XRD结果表明,用这种方法制备的催化剂分散得比较好,具有较小的平均粒径,其中Pt-Ni/C(3∶1)催化剂的粒径最小。在旋转圆盘电极上进行氧的还原测试结果表明,当电解质溶液中没有甲醇和有甲醇存在时,Pt-Ni/C(3∶1)催化剂对氧的催化还原活性都很高,说明Pt-Ni/C(3∶1)催化剂对氧的催化还原受甲醇的影响较小。     

镍盐前驱体对Ni/C催化剂乙醇气相羰化活性的影响

采用等体积浸渍法制备了分别以乙酰丙酮镍、氯化镍、硝酸镍和醋酸镍为前驱体负载在活性炭上的四种催化剂。用BET、金属分散度、H2-TPR、CO-TPD和XRD等方法研究了四种催化剂的结构特点和乙醇气相羰化活性。结果表明,以醋酸镍制备的Ni/C催化剂的羰化活性最高,乙醇转化率和丙酸选择性分别为96.1%和95.7%,而以乙酰丙酮镍制备的Ni/C催化剂的羰化活性最低,乙醇转化率和丙酸选择性分别为68.9%和27.1%。这种活性的差异与镍盐前驱体和活性炭之间的相互作用强弱有着密切关系。醋酸镍组分与活性炭之间的相互作用较强,浸渍组分易在活性炭表面充分吸附,活性中心Ni0在240－340 ℃温度范围内对CO吸附量最大,还原后金属镍的分散度较好且晶粒较小。     

制备方法对Ni/CeO2-Al2O3催化剂甲烷部分氧化催化性能的影响

采用浸渍-沉淀法、水热合成法、共沉淀法和柠檬酸络合法制备了Ni/CeO₂-Al₂O₃催化剂,考察了制备方法对该催化剂的物理结构和甲烷部分氧化(POM)催化性能的影响。利用N₂物理吸附、X射线粉末衍射(XRD)、H₂-程序升温还原(H₂-TPR)、NH₃-程序升温脱附(NH₃-TPD)、热重(TG)分析等手段对反应前后催化剂的物理化学性质进行了表征。实验结果表明,浸渍-沉淀法制备催化剂的活性和产物H₂和CO的选择性最低。而柠檬酸络合法制备的Ni/CeO₂-Al₂O₃表现出最大的CH₄转化率和最高的CO、H₂选择性。BET和XRD表征结果表明,柠檬酸络合法制备的Ni/CeO₂-Al₂O₃的比表面积最大,且CeO₂晶粒粒径小、分散均匀;H₂-TPR测试表明,该催化剂负载的Ni物种和Ni与Al₂O₃相互作用产生的尖晶石NiAl₂O₄都较容易被还原成金属Ni,产生更多的活性中心;NH₃-TPD和TG分析表明,该催化剂具有较多酸性位点和表面积炭,但相比较于它的高反应活性,积炭速率较低、稳定性较高。     

CeO2和Pd在Ni/γ-Al2O3催化剂中的助剂作用

采用脉冲微反技术研究了添加n型半导体氧化物CeO2及贵金属Pd对Ni/γ Al2O3催化剂上CH4积炭/CO2消炭反应性能的影响,并运用BET、TPR、CO2 TPSR及氢吸附等技术对催化剂进行了表征.结果表明, n型半导体氧化物CeO2的添加可以降低Ni/γ Al2O3催化剂上CH4裂解积炭活性,提高CO2消炭活性,添加少量贵金属Pd可以进一步改变载体Al2O3、助剂CeO2和活性组分Ni之间的相互作用,从而改善Ni/γ Al2O3催化剂的抗积炭性能.通过Ni Ce Pd/γ Al2O3催化剂上CH4积炭/CO2消炭模型对上述作用机制作出了新的解释.     

甲醇气相羰基化Ni/AC催化剂的失活行为

采用连续流动固定床反应装置,Ni/AC作为催化剂,在533 K、1.5 MPa、CO/CH3OH/CH3I摩尔比20/19/1、7.5 gcat·h·mol－1下考察了催化剂的稳定性,并通过XPS、ICP和XRD等技术对甲醇气相羰基化反应前后Ni/AC催化剂进行了表征。结果表明,长时间运转催化剂表面形成NiI2,使具有催化活性的Ni0活性中心数量减少,活性降低。XPS结果显示羰基化活性中心Ni不断迁移并在催化剂表面富集,导致积炭效应,堵塞催化剂孔道,使催化剂失活。进一步对积炭类型研究,发现形成的碳物种主要是石墨型碳。Ni向催化剂表面迁移富集,并与CO形成可挥发的Ni(CO)4,造成金属镍的大量流失由ICP所证实。     

Catalytic pyrolysis of Pubescens to phenols over Ni/C catalyst

The pyrolysis of Pubescens over Ni/C catalyst was studied at 350 °C in H₂ flow. The presence of Ni/C catalyst efficiently improved the degradation of raw materials, and produced bio-oil with high content of phenols but low contents of acetic acid, furfural and water. In the reaction, Ni/C catalyst plays the role of catalytic decomposition and catalytic hydrogenation. The existence of the carbon carrier favors the formation of active Ni in small sizes with more defects, which results in high catalytic activity of Ni in biomass decomposition and selective production of phenols.