在钯/氧化铝板上甲烷的催化燃烧

研制了一种表面涂有红外涂料的多孔透气性Pd/Al_2O_3催化燃烧板。该板可用以制作予混型的催化燃烧红外辐射器。将天然气和空气混合后通过约10mm 厚的催化燃烧板进行催化燃烧,板上的PdO 可被混合气在>450℃下迅速还原。当甲烷转化率>96%时,板的热强度可在4—12kcal/cm~2·h 范围内调节。若板表面温度维持在500℃以下,则最大热强度可达12kcal/cm~2·h。在空气与甲烷的比为化学计量比、进料天然气中硫化氢含量在<135.4mg/m~3条件下,对催化板进行了500小时的寿命考察。结果表明其催化活性稳定,无析炭,在尾气中也未检出CO。于短期不稳定状态下操作,该催化燃烧板的活性维持不变或暂时降低,当条件恢复正常后活性可恢复正常。     

过渡金属氧化物催化剂上甲烷催化燃烧的研究

与传统燃烧方式相比 ,催化燃烧因具有能量利用率高 ,且基本无污染等突出优点而受到人们的重视。以Ｐｄ为代表的贵金属燃烧催化剂[1] 的研究发展得较为完善 ,但价格昂贵使这类催化剂难以被推向实用。而过渡金属氧化物则价格便宜 ,并且也被认为是很有潜力的燃烧催化剂[2 ] 。但这类催化剂的高温稳定性差 ,活性也远不及贵金属催化剂。为此 ,人们试图使用Ｌａ ,Ｓｒ等作为助剂 ,使其与活性组分生成具有钙钛矿结构的化合物 ;或使用六铝酸盐催化剂[3] 来克服过渡金属氧化物催化剂的缺点。这些方法对过渡金属氧化物催化剂的性能有所改善 ,但催化剂…     

Ni-Ce-O/ZrO2催化剂上甲烷低温催化燃烧

Ni-Ce-O/ZrO2催化剂上甲烷低温催化燃烧;甲烷;催化燃烧;NiO;CeO2     

SnCuO催化剂上甲烷的催化燃烧性能

 采用双股并流共沉淀法制备了SnCuO系列催化剂，测定了它们对甲烷燃烧反应的催化活性及抗硫中毒性能，并采用XRD，BET，XPS，DTA－TG和FT－IR等技术对催化剂进行了表征．比表面积和活性测试结果表明，SnCuO系列样品的比表面积均大于纯氧化物，其低温催化活性大\r\n大高于纯氧化物．在Sn／Cu原子数比接近1时，其比表面积最大（超过100m2／g）．具有最大比表面积的样品SnCu4和SnCu5的活性最高．进一步测定了SnCu4样品的抗硫中毒性能．结果发现，在500℃下，反应刚开始时甲烷的转化率为98％，随着SO2的不断通入，催化剂的活性逐渐降低，到12h后基本稳定，此时甲烷转化率仅为50％．采用FT－IR和热重分析方法对SnCu4硫中毒的机理进行了研究，发现其中毒原因在于SnCuO系列催化剂中的CuO与SO2反应几乎完全转化为CuSO4，导致催化剂活性降低．     

钯—氧化铝催化剂上钯分散度的研究

最近的研究表明,在裂解汽油双烯加氢反应中,采用纤维状氧化铝Al_2O_3(f)为载体的钯催化剂在活性和稳定性方面都比颗粒状氧化铝为好。为了探明催化剂中钯分散度与反应性能的关系,本工作采用氢-氧滴定法测定了在纤维状氧化铝和颗粒状氧化铝为载体的催化剂中钯的分散度。考察了催化剂在氢气流中予处理条件等对钯分散度的影响,并与其双烯加氢性能之间的关系进行了初步连系。     

有机废气净化催化剂上甲烷催化燃烧动力学研究

中国以甲烷为主要成分的煤层气资源丰富,但利用率却很低不到10%.由于未将煤矿矿井中的煤层气及时抽出,导致矿难频频发生,造成大量人员伤亡.……     

铜基催化剂上甲烷催化燃烧反应动力学特性研究

采用固定床微分反应器,在常压、450~500℃、甲烷体积分数10%~35%条件下,进行铜基催化剂上甲烷催化燃烧动力学特性研究。研究表明,甲烷分压对反应速率影响显著,而氧气分压的影响可以忽略。采用最小二乘法进行动力学模型参数估计,建立的反应动力学模型为-rCH4=1.61×107×e-108 000/RT×pCH40.5。检验结果表明,所建模型与实验数据良好相容,是适宜和可信的。根据实验结果推断甲烷催化燃烧分两步进行,首先氧气快速与铜基催化剂上活性空位点反应,形成吸附氧气分子;随后吸附氧气分子和甲烷分子反应,生成二氧化碳和水。     

高性能甲烷催化燃烧催化剂的制备及其在天然气催化燃烧热水器上的应用

 以镧改性的Ce-Zr-O固溶体储氧材料和钇、锆改性的氧化铝(YSZ-Al2O3)的混合物为载体,浸渍活性组分Co3O4+Fe2O3+MnO2,以蜂窝状堇青石陶瓷材料为基体,制备了甲烷催化燃烧催化剂,考察了该催化剂老化前后的活性,并将其用于强鼓式家用天然气催化燃烧热水器. 结果表明,该催化剂具有很高的活性和稳定性. 使用此催化剂的天然气催化燃烧热水器的热效率达到101.1%, 同时烟气中CO和NOx污染物的排放浓度分别为0.014%和0.003%, 该热水器具有高效节能和环境友好双重优点.     

纤维氧化铝载体金属燃烧催化剂的研究

为了改善燃烧催化剂的传递特性,研制了纤维氧化铝载体金属燃烧催化剂。由于其较高的比表面、低的内孔扩散阻力和更高的金属分散度,该催化剂在微量丙烯及甲烷燃烧中都有比颗粒状氧化铝及其它耐热纤维载体催化剂高得多的催化活性和好的抗硫、耐热性能。钯—稀土纤维氧化铝催化剂是一种高效的烃类燃烧催化剂。     

氧化铝包覆层对甲烷燃烧反应钯催化剂活性结构的稳定作用

<正>甲烷具有高的温室效应,因此天然气应用过程尾气中甲烷的消除是一个迫切和亟待解决的环境问题~1。Pd基催化剂广泛应用于催化甲烷燃烧反应,并且表现出显著的结构敏感性~2。实验和理论计算研究结果均表明Pd-Pd Ox界面表现出最高的催化甲烷燃烧活性~(3,4)。但是,在强放热甲烷燃烧反     

负载型钯催化剂上生物质气化气催化燃烧

采用浸渍法制备了Pd/Al2O3、Pd/Ce/Al2O3、Pd/Mn/Al2O3、Pd/La/Al2O3四种催化剂。并借助XRD、BET对催化剂相结构、比表面积、孔结构进行了表征,在固定床反应器上考察了四种催化剂对CO、H2和CH4的催化燃烧性能。结果表明,随着La、Ce、Mn离子的引入使得催化剂的比表面积和孔容积不断降低;添加助剂Ce可以提高催化剂活性和热稳定性,助剂La可以提高催化剂的抗烧结能力,而助剂Mn在低温时可以提高催化剂活性,但并不能抑制催化剂的高温钝化。CO和H2的起燃顺序随催化剂的不同而不同,但四种催化剂对CO和H2的催化燃烧活性接近,均可以在低温条件下迅速燃烧,同时其燃烧特征温度明显低于CH4。     

CeO2掺杂的PdO纤维催化剂的甲烷催化燃烧活性研究

制备了2%Pd/CeO2/Al2O3-SiO2纤维催化剂,考察了CeO2对催化剂甲烷催化燃烧活性的影响.结果表明,当CeO2的掺杂量为2%时催化剂活性最好,其甲烷完全转化温度为400 ℃.比表面积测定(BET)结果显示,CeO2的加入提高了催化剂的比表面积;氧气程序升温脱附(O2-TPD)实验结果表明,适量CeO2的加入,提高了活性相PdO的分解温度,催化剂热稳定性提高.     

负载型镧锰钙钛矿催化剂上甲烷催化燃烧的研究

研究了甲烷在负载型镧锰钙钛矿催化剂(LCFM／α-Al2O3)上的低温催化燃烧反应．考察了制备方法、焙烧温度列催化剂结构和活性的影响．并进行了100h稳定性实验．实验结果表明用浸渍法、焙烧温度高于800℃就能在载体上生成良好的钙钛矿结构，催化剂具有较低的起燃温度并且在高温条件下具有与非负载型镧锰钙钛矿催化剂相当的活性；100h稳定性实验表明LCFM／a-Al2O3催化剂经历了100h．800℃的连续高温燃烧反应，催化剂仍保持了原有结构和催化活性．并且没有明显积碳．     

Ir/ZrO2催化剂对甲烷催化燃烧性能的研究

采用浸渍法制备了ZrO₂为载体负载Ir的催化剂(Ir/ZrO₂), 考察了催化剂的CH₄催化燃烧性能. 采用X射线衍射(XRD), 拉曼光谱(Raman), X射线光电子能谱(XPS), 氢气程序升温还原(H₂-TPR)等技术对催化剂的结构和Ir物种的存在形式进行了表征. 结果表明, Ir/ZrO₂催化剂中Ir是以IrO₂形式存在的, Ir/ZrO₂催化剂的CH₄燃烧表观活性随着Ir负载量的增加而提高, 并且催化剂表现出较高的催化活性和良好的反应稳定性. 在低Ir负载量(≤1%)时, CH₄燃烧的转换频率(TOF)随着Ir粒子的增大而提高|然而高Ir负载量(≥1%)时, TOF随着Ir粒子的增大保持不变.     

甲烷催化燃烧催化剂Ag/SnO2体系的研究

考察了Ag/SnO2系列催化剂对甲烷燃烧反应的催化活性,并采用XRD、BET、XPS、TEM和TPR等技术对催化剂中银的存在状态进行了表征.结果表明, Ag/SnO2体系具有较高的甲烷催化燃烧活性,样品的载银量不同,银物种的存在状态及样品的比表面和催化性能也很不相同. Ag/Sn原子比低于0.20的样品中,银物种为分散态氧化银及晶相氧化银,这些样品具有较高的比表面和催化活性;载银量继续增加时,金属银开始出现并成为主要的银物种,样品的比表面和催化活性也随之迅速下降. Ag/Sn原子比为0.20的样品具有最高的催化活性.     

负载型Pd/SnO2催化剂低温催化甲烷燃烧

天然气储量巨大,被广泛应用于发电和工业窑炉等.甲烷作为天然气中最主要的成分,是氢碳比最高的碳氢化合物,其温室效应显著.因此,不完全燃烧所引起的CH4排放,不仅导致能源浪费,同时也可造成环境污染.与传统火焰燃烧相比,CH4催化燃烧具有更高的燃烧效率,并可显著地减少大气污染物(CO,NOx和未完全燃烧的烃类)的排放.贵金属Pd催化剂对CH4催化燃烧表现出优异的催化性能,其中Pd颗粒的尺寸、Pd的化学状态、载体性质及其与Pd之间的相互作用等对其活性有显著影响.本文以不同温度(600,800,1000和1200℃)焙烧所得SnO2为载体,通过等体积浸渍法制备了Pd/SnO2催化剂,研究了SnO2焙烧温度对CH4催化燃烧性能的影响.结果表明,所制备的SnO2均为锐钛矿结构,并且随着SnO2焙烧温度的升高,晶型愈加完美,晶粒尺寸显著增大.催化剂中引入的Pd以高分散形式存在,CH4催化燃烧反应活性随着载体SnO2焙烧温度的升高而显著提高,其中Pd/SnO2(1200)表现出最高的CH4燃烧活性,起燃温度和最低全转化温度分别为265和390℃.在反应温度为300℃时,Pd/SnO2(1200)上甲烷的反应速率是Pd/SnO2(600)的36倍.XPS等结果表明,随着SnO2焙烧温度的升高,Pd的化学状态也有所差异:对于低温焙烧的SnO2(<800℃),Pd以Pd4+的形式进入到SnO2晶格内;随着焙烧温度的升高(>1000℃),Pd以Pd2+物种的形式存在于载体表面.结合活性评价结果推测,Pd的化学状态可能并非是影响催化剂活性的最关键因素.TEM等结果表明,Pd/SnO2(1000)上PdO的(101)晶面与载体SnO2的(101)晶面相近,分别为0.2641 nm和0.2638 nm.O2-TPD和CH4-TPR结果表明,Pd/SnO2(1200)催化剂上单位Pd原子上O2的脱附量是Pd/SnO2(600)的3倍,单位Pd原子上CH4的消耗量比催化剂Pd/SnO2(600)高出45%.因此,PdO和SnO2在构型上存在的晶面匹配可提高催化剂对O2的活化能力.综上所述,SnO2和贵金属之间的晶格匹配有利于氧在Pd-SnO2界面的活化,同时载体SnO2中的晶格氧亦可以通过"氧反溢流机理"补充到表面PdO/Pd上,从而增强催化剂对O2的吸附和活化能力,并提高CH4催化燃烧反应性能.升高SnO2的焙烧温度可强化SnO2和贵金属之间的晶格匹配,从而使催化剂活性随着SnO2焙烧温度升高而增大.     

甲烷催化燃烧反应机理及催化剂研究进展

在煤矿开采及燃气轮机等工业应用或移动源领域存在甲烷大体量排放,且传统高温焚烧法会导致二次污染,因此,在低温下实现甲烷高效转化成为亟待解决的问题.从能源利用和环境保护角度,催化燃烧技术是实现甲烷废气高效净化的有效措施.本文综述了近年来催化机理和催化剂的研究进展.首先,在实验和理论基础上,总结概括了甲烷氧化机理,其中,重点...     

改进的MnOx-CeO2复合氧化物催化剂上甲烷低温催化燃烧

在Mn含量不变的条件下, 通过调变前驱体Mn(NO3)2与KMnO4的添加量, 以共沉淀法制备了改进的MnOx-CeO2催化剂, 采用XRD, LRS, XPS和TPR测试手段对催化剂进行了表征, 并研究了对甲烷催化燃烧的低温性能.     

膜催化研究——Ⅳ.钯-氧化铝/陶瓷复合膜

本文在无机氧化铝膜的基础上掺入钯,用sol-gel法制得钯-氧化铝/陶瓷复合膜,将该膜用于乙醇脱氢制乙醛反应,分别考察了反应温度、乙醇进样量以及内管惰性气体吹扫气流对乙醛产率的影响,并在相同条件下比较了常规反应器及单纯氧化铝膜反应器的结果.实验数据表明,氧化铝膜中掺入钯后可显著提高乙醛产率.本文测定了该复合膜的H_2/Ar分离系数、孔径分布,并利用电子显微镜、X射线衍射等手段对其进行了表征.     

在钯—纤维氧化铝上不可逆吸附乙炔的加氢

本文提供了在钯-纤维氧化铝上不可逆吸附乙炔加氢的试验结果。采用程序升温脱附与反应及恒温积分反应器研究反应动力学。参数的求得是通过建立在离散型基础上的、在小值范围内改变拉氏变换中的p 值来实现的。不可逆吸附乙炔在催化剂上有两个吸附部位,其中较弱的部位在室温加氢中只生成乙烷,而较强的吸附部位则在室温下无加氢活性,但在升温脱附时发生聚合。