La2O3对Ni-Mo/γ-Al2O3催化剂CO和CO2甲烷化的影响

采用浸渍法制备了一系列Ｎｉ－Ｍｏ－Ｌａ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂并测定了催化剂的ＣＯ和ＣＯ２甲 化活性采用ＴＥＭ,ＸＰＳ和ＣＯ化学吸附等手段研究了表面性质。结果表明,Ｌａ２Ｏ３的咖入提高了Ｎｉ－Ｍｏ／γ／Ａｌ２Ｏ３催化剂的ＣＯ和ＣＯ２甲烷化活性,增加了催化剂中Ｎｉ的分散度,活性表面积及催化剂表面Ｎｉ原子的浓度,降低了电子结合能。     

添加碱金属对甲烷与空气制合成气催化剂性能的影响(英文)

考察了添加在镍基催化剂中的碱金属助剂对甲烷与空气制合成气的催化反应性能的影响。并用ＴＰＯ、ＴＰＲ、ＣＯ_２程序升温脱附（ＴＰＤ）、ＸＰＳ及ＣＯ脉冲色谱对催化剂进行了表征。实验结果表明,碱金属助剂对降低催化剂结炭有一定作用;催化剂抗积炭顺序为; Ｎｉ－Ｋ２Ｏ／ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３＞Ｎｉ－Ｌｉ２Ｏ／ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３＞Ｎｉ－Ｎａ２Ｏ／ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３＞Ｎｉ／ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３。在实验中,我们发现碱金属的添加使催化剂的Ｎｉ晶粒变大和吸附ＣＯ_２的能力增强,结合能发生不同程度的变化。这些实验结果从不同方面解释了碱金属助剂对催化剂活性和抗积炭性的影响。实验结果表明Ｎｉ－Ｌｉ２Ｏ／ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３具有较好的活性和抗积炭性。     

新型Ni基加氢催化剂的研究(英文)

以酸处理海泡石为载体,用浸渍法制备了一系列含不同助剂的Ｎｉ基海泡石催化剂。以二氧化碳甲烷化、苯加氢、抗毒及抗热实验对助剂的影响进行了考查。结果表明,助剂尤其是钐的加入能显著地提高Ｎｉ基催化剂的加氢活性、热稳定性及抗毒能力。     

低镍催化剂上CO和CO_2加氢反应的对比研究

采用ＣＯ和ＣＯ＿２对比加氢活性测试，ＸＲＤ及ＴＰＲ方法研究了两个不同Ｎａ助剂含量的低镍Ｎｉ／Ａｌ＿２Ｏ＿３体系的性能。实验发现，在低镍催化剂上ＣＯ＿２在较低温度下就可加氢生成甲烷，而ＣＯ则需要更高的温度，ＣＯ＿２无需先经逆变换生成ＣＯ，然后再加氢，它可直接加氢生成ＣＨ＿４。在同一催化剂上，ＣＯ＿２加氢生成ＣＨ＿４的表现活化能要低于ＣＯ加氢生成ＣＨ＿４反应的表现活化能。晶相ＮｉＯ还原后形成的活性相对ＣＯ＿２加氢反应的活性明显高于它对ＣＯ的加氢活性，非晶相镍氧化物还原后形成的活性相对ＣＯ的加氢反应特别有利。Ｎａ助剂的含量不同会造成Ｎｉ氧化物物种的分配不同，从而导致ＣＯ、ＣＯ＿２的加氢活性及其随温度的变化也不相同，催化剂对ＣＯ、ＣＯ＿２加氢反应作用的本质是不相同的。     

Ni/海泡石及Ni/Sm海泡石催化剂的研究(英文)

用浸渍法制备了一系列含镍的催化剂,以ＴＰＲ、ＴＰＤ、ＸＲＤ及ＸＰＳ等手段分别对Ｎｉ／海泡石及Ｎｉ／Ｓｍ海泡石催化剂进行了表征。结果表明,助剂钐的加入不仅使镍粒变小,而且也降低了镍原子结合能,除此以外,镍的分散亦有提高。ＴＰＲ与ＴＰＤ测试表明钐的加入亦能引起峰温的变化。     

以活性碳纤维为载体的催化剂对NO的催化还原作用：二.镍系催化剂

前文报导了活性碳纤维（ＡＣＦ）载体催化剂Ｃｕ（ＮＯ３）２－ＡＣＦ在较低温度下就可催化ＮＨ３还原ＮＯ成为Ｎ２，但这种催化剂活性在高温时有随时间而明显下降的缺点。为了进一步探索新型高效长寿命催化剂，本工作研究了另一组催化剂体系－镍系ＡＣＦ载体催化剂外ＮＯ的催化还原作用，探讨了催化剂的结构以及各种影响催化效果的因素，实验结果再次表明ＡＣＦ在催化剂中起到活性载体的作用。Ｎｉ（ＮＯ３）２－ＶＡＣＦ催化剂在较高温度时对ＮＯ具有良好催化还原效果，在２５０～４００℃之间，其ＮＯ较化率比相同温度下的Ｎｉ（ＮＯ３）２－ＳｉＯ２对ＮＯ转化率高３０～４０％。Ｎｉ（ＮＯ３）２－ＶＡＣＦ催化剂的催化组分主要是单质镍，它的寿命比Ｃｕ（ＮＯ３）２－ＡＣＦ有明显的改善。催化剂负载量及催化剂用量增加或ＡＣＦ比表面积减少，ＮＯ转化率增加；载气流量及ＮＯ流量增加或ＮＨ３流量减少，ＮＯ转化率降低。     

助剂对负载型镍催化剂重整活性和抗积炭性能的影响

应用ＸＲＤ和催化活性评价手段，考察了助剂对Ｃ２重整制合成气的负勒型Ｎｉ催化剂的重整活性和其抗积炭性能的影响。实验结果表明，ＮｉＯ在γ－Ａｌ２Ｏ３表面上最大分散量随ＭｇＯ、Ｌａ２Ｏ３助剂的添加没程度地增大，助剂能影响负载型Ｎｉ催化剂 论性能，ＭｇＯ、Ｌａ２Ｏ３的添加对改善Ｎｉ催化剂的重整活性和抗积炭性能有明显效果，并与助剂的种类添加次序有关。     

以有机镍配合物为前体制备担载镍催化剂的研究

描述了以镍单核配合物ＮｉＣｐ２和簇合物Ｎｉ３Ｃｐ３Ｎ－ｔ－Ｃ４Ｈ９为前体的ＳｉＯ２载镍催化剂的制备，通过元素分析、ＴＲＲ、ＴＰＤＥ、ＸＰＳ，ＣＯ吸附和苯加氢反应对以镍配合物和簇合物为前体制备的催化剂的性能及其制备过程了研究和表征。结果表明，镍与合物和簇合物在担载过程中同载体ＳｉＯ２表面发生了相互作用，其化学组成发生了变化，在苯加氢反应中，此催化剂的活性比以Ｎｉ（ＮＯ３）２为前体制备的催化剂高得多，     

Ni-La2O3/C催化剂上甲醇羰基化反应性能的研究

以ＸＰＳ,ＴＲＰ技术和羰基化活性测试等手段研究了镧组分对Ｎｉ／Ｃ催化剂的表面组成,还原性能及羰基化反应性能的影响。结果表明：镧组分以Ｌａ２Ｏ３形式存在,Ｌａ２Ｏ３组分能够削弱氧化镍与活性炭之间的相互作用,促进ＮｉＯ的还原;适量的Ｌａ２Ｏ３组分还能促进ＮｉＯ在载体表面的分散,从而提高镍催化剂的羰基化活性,最佳Ｌａ含量为３．２％。浸渍次序对催化性能有一定的影响。其活性顺序为先浸镍后浸镧≈共浸〉先浸镧后     

天然气二氧化碳转化制合成气的研究──催化剂抗积炭性能(英文)

采用脉冲色谱技术、ＸＲＤ、ＴＰＲ和ＸＰＳ等方法研究了在天然气二氧化碳转化制合成气反应中催化剂的抗积炭性能。实验结果表明,在Ｎ　Ａｌ２Ｏ３催化剂中添加ＣｅＯ２和ＭｇＯ助剂（催化剂记为Ｎｉ／ＡＲＭ）能有效抑制甲烷脱氢反应,提高二氧化碳消炭能力,增加催化剂的抗积炭性能。其主要原因是,添加ＣｅＯ２和ＭｇＯ助剂增加了活性组分镍的分散度,加强了活性组分和载体的相互作用。改性后的Ｎｉ／ＡＲＭ催化剂在１０２３Ｋ、二氧化碳／天然气／氧气比为２．４／０．１以及１１２３Ｋ、二氧化碳／天然气／氧气比为１．４／１／０．０５的条件下反应８００小时后活性不降低,产物中合成气（ＣＯ＋Ｈ２）摩尔百分含量始终保持在９４－９６％左右。说明该催化剂具有较高的活性、选择性和抗积炭性。     

TiO2对Ni/Al2O3催化剂CO甲烷化性能的影响

采用溶胶凝胶法制备了一系列不同TiO₂含量的TiO₂-Al₂O₃复合载体,并通过浸渍法制备了NiO/TiO₂-Al₂O₃催化剂。分别考察了不同TiO₂含量的NiO/TiO₂-Al₂O₃催化剂及反应温度对CO甲烷化催化性能的影响。实验结果表明,当复合载体中TiO₂质量分数为30%,反应温度为350～450 ℃时,催化剂催化活性较高。利用N₂吸附-脱附(BET)、X射线衍射(XRD)及H₂程序升温还原(H₂-TPR)等手段对催化剂物化性能进行了表征。结果表明,加入适量的TiO₂能抑制镍铝尖晶石NiAl₂O₄物种的生成,改善NiO的表面分散性能,避免大晶粒NiO的形成,也改善了催化剂的还原性能,从而提高催化剂的CO甲烷化活性。     

MoP/Al2O3 as a novel catalyst for sulfur‐resistant methanation

We reported γ‐alumina supported molybdenum phosphide (MoP) catalysts as a novel catalyst for sulfur‐resistant methanation reaction. The precursors of the catalyst were prepared by impregnation method and the effect of reduction temperatures (550 °C, 600 °C, 650 °C) of the precursors for sulfur‐resistant methanation was examined. The results indicated catalyst obtained by lower reduction temperature delivered better sulfur‐resistant methanation performance. Meanwhile, the influence of H₂/CO ratios and H₂S content was also investigated. The results indicated that high H₂/CO ratio and low H₂S content was favorable for methanation of MoP catalysts. The catalysts were characterized by N₂ adsorption–desorption, XRD, XPS and TEM. The results confirmed that the MoP phase was formed on all the catalysts and the physicochemical properties of the samples influenced the performance for sulfur‐resistant methanation.     

Kinetics of carbon monoxide methanation on nickel catalysts

The kinetics of CO methanation in excess H₂ on CaO- and CeO₂-doped nickel catalysts supported on Al₂O₃ and TiO₂ was studied at atmospheric pressure in a temperature range of 180–240°C. It was found that the same rational fractional rate equation corresponding to the reaction taking place at high surface coverages, is valid for all of the catalysts. The activity of nickel catalysts in the methanation reaction and their adsorption capacity with respect to reaction mixture components depend on the nature of the support and dopants.     

DFT study into the reaction mechanism of CO methanation over pure MoS2

Mo‐based catalysts are commonly used in the direct methanation of CO; however, no integrated mechanism has been proposed due to limits in characterizing the nano‐sized active structures of MoS₂. Thus, we report our investigation into the mechanism of CO methanation over pure MoS₂ through density functional theory simulations, considering that only MoS₂ edge sites exhibit catalytic activity. Simulations revealed the presence of (010) and (110) surfaces on the MoS₂ edges. Both surfaces are reconstructed by the redistribution of surface sulfur atoms upon exposure to H₂/H₂S, and after sulfur coverage redistribution, S vacancies are generated for CO hydrogenation. The reaction mechanisms on both surfaces are discussed, with the S‐edge being better suited to CO methanation than Mo‐edge on the (010) surface. The rate‐controlling step differs between surfaces, and corresponds to the initial activation reaction, which was achieved more easily on the (110) surface.     

Ce含量对Ni-Ce/Al_2O_3催化剂结构及浆态床CO甲烷化性能的影响

以γ-Al2O3为载体,采用等体积浸渍法制备了不同Ce含量的Ni-Ce/Al2O3催化剂,并考察了其浆态床CO甲烷化反应性能。借助XRD、BET、H2-TPR及CO-TPD等对催化剂进行了表征分析,研究了催化剂的微观结构与甲烷化性能之间的关系。结果表明,助剂Ce的引入能够加强Ni物种与载体之间的相互作用、增强活性组分Ni对CO的吸附能力。随着Ce含量的升高,Ni物种在载体表面的分散度提高、Ni晶粒粒径减小,催化剂的比表面积及与载体相互作用较强的β-NiO相对含量先升后降。催化剂的浆态床甲烷化活性随Ce含量的升高呈现规律性的变化,CO转化率和CH4时空收率先增加后略有下降,当Ce含量为4%(质量分数)时,催化剂甲烷化活性最佳。     

柠檬酸对MoO3/CeO2-Al2O3催化剂耐硫甲烷化性能的影响

将柠檬酸（CA）作为络合剂添加至CeO₂-Al₂O₃复合载体中,并考察了CA对MoO₃/CeO₂-Al₂O₃催化剂耐硫甲烷化性能的影响。活性评价结果显示,催化剂活性随柠檬酸添加量的增大而增大,当n（CA）/n（Ce）为3时,CO转化率可达60%。催化剂BET、XRD、H₂-TPR及XPS等表征结果表明,在CeO₂-Al₂O₃复合载体中加入CA,可以增大载体及催化剂的比表面积,使Mo物种分散性提高。同时,CA对Ce物种起络合作用,致使催化剂表面Ce元素含量明显增加,进而减弱了活性组分Mo物种与载体间相互作用力,并最终导致了催化剂活性的提升。     

石墨烯负载镍催化CO_2加氢甲烷化

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),经水合肼还原得到石墨烯(RGO),通过浸渍法制备了石墨烯负载的镍基催化剂(Ni/RGO);对其催化二氧化碳甲烷化反应的性能进行了研究,并与以碳纳米管(CNTs)和活性炭(AC)为载体负载的Ni基催化剂进行了比较.由于催化剂的载体分别为RGO,CNTs和AC,所以Ni将会表现出不同的形态.利用红外光谱(FTIR)、比表面积(BET)测试、程序升温还原(H2-TPR)、X射线衍射(XRD)分析和透射电子显微镜(TEM)等表征手段对其结构及物理性质进行了表征.结果表明,Ni/RGO具有相对较大的比表面积(316 m~2/g),Ni在Ni/RGO上的颗粒尺寸(5.3 nm)小于其在Ni/CNTs(8.9 nm)和Ni/AC(11.6 nm)上的颗粒尺寸;该催化剂在二氧化碳甲烷化反应中具有更高的催化活性和选择性,而且具有良好的使用寿命.     

Sm2O3对Ni／sepiolite甲烷化催化剂的影响

采用浸渍法制备了Ni/sepiolite及Ni-Sm/sepiolite催化剂并测定了催化剂的CO甲烷化活性，采用抗热实验，XPS及CS2中毒等手段研究了钐对Ni/sepiolite催化剂的影响，结果表明，加入Sm2O3提高了Ni/sepiolite催化剂的甲烷化活性，催化剂热稳定性及抗毒能力，降低了镍原子的电子结合能。