Effect Of Transition Metals On Catalytic Performance Of Ru／Sepiolite Catalyst For Methanation Of Carbon Dioxide

The effects of Mo,Mn and Zr transitional metals on the catalytic performance of Ru/sepiolite for CO2 methanation were investigated. The results indicated that addition of the transitional metals affected the activity of the Ru/sepiolite remarkably,and the activities of the catalysts were closely associated with the electronic state of the ruthenium surface,The addition of Mo increased the active surface area,the Ru dispersity,the number of active sites,and the resistance to poisoning.According to the Transition State Theory,when Mo is added into the Ru/sepiolite catalyst,the decrease in surface energy is at a cost of an increment in steric hindrance.When T≤674K,the energy factor was dominating,and resulted in a decreasing in the ratio of S(CH4)/(CO).Otherwise,the steric factor dominated the reaction course.     

Effects of Promoters on a Ru／Sepiolite Catalyst for Carbon Dioxide Methanation

In this work, CO2 methanation has been investigated over Ru-based catalysts. The effects of promoters on the activity, selectivity and reduction properties of the Ru/sepiolite catalyst were analyzed by kinetic and thermodynamic methods. The catalysts were characterized by means of TPD. and the results revealed that the addition of Mo. Mn or Co improved tile properties of the Ru/sepiolite catalyst.The effects of promoters could affect the change of enthalpy,entropy and chemical potential.     

二氧化碳甲烷化催化剂研究1.担载型8族金属催化剂的性能

采用水溶液浸渍法制备了一系列无机氧化物担载的Ⅷ族金属催化剂，研究了它们在二氧化碳甲烷化反应中的催化性能。结果表明，催化剂性能与金属本性有关。     

二氧化碳甲烷化催化剂研究Ⅱ.制备条件及助剂对催化剂性能的影响

二氧化碳甲烷化催化剂研究Ⅱ．制备条件及助剂对催化剂性能的影响江琦１邓国才２陈荣悌２黄仲涛１（１华南理工大学化学工程系，广州５１０６４１；２南开大学化学系，天津３０００７１）关键词二氧化碳，甲烷化，金属催化剂，担载型催化剂，制备，助催化剂无机氧化物担载...     

Ru／ZrO2作用下的二氧化碳甲烷化催化反应机理

二氧化碳是地球上储量最大的碳源之一。随着石油资源的日益枯竭,加之向大气中大量排放二氧化碳所引起的严重的生态环境等问题,二氧化碳的转化和应用研究日见活跃,其中二氧化碳的催化加氢甲烷化由于具有明确的应用前景而倍受关注,对其催化反应机理的研究也逐渐展开［1］。在早期工作中,研究者一般认为二氧化碳并未在催化剂表面吸附,而是经气相还原生成一氧化碳,然后再进一步加氢而得到甲烷,这些看法因缺少直接证据并与实验事实相悖而缺乏说服力［2］。     

过渡应答法研究J105镍催化剂上的甲烷化反应机理

采用过渡应答法研究了J105 Ni催化剂上CO的吸附行为以及CO歧化反应与甲烷化反应。实验结果表明,在J105上甲烷化反应机理为直接解离机理,其中CO解离为反应的控制步骤,由此提出了J105 Ni催化剂上可能遵循的甲烷化反应机理。     

表面氧浓度对负载型金属催化剂活化甲烷反应性能的影响

 利用脉冲－质谱在线分析技术考察了无气相氧条件下负载型金属催化剂上脉冲CH4的反应结果表明，对于Rh／SiO2催化剂，不管是氧化态还是还原态，除第1次脉冲生成较多的CO2外，从第2次脉冲开始，只有CO生成；对于Ru／SiO2催化剂，无论是氧化态还是还原态，每次脉冲均有一定量的CO2生成．这可能是由于Rh和Ru两种金属对氧的亲合力不同所致．甲烷在负载型催化剂表面的活化以及产物的选择性主要受催化剂表面活性氧物种覆盖度的影响．     

甲烷部分氧化制合成气 Ⅰ．甲烷在过渡金属上的活化

文中用同位素交换（Ｄ_２─ＣＨ_４）反应来测量四种过渡金属负载型催化剂对甲烷的活化能力，并与Ｓｖｅｎｓｓｏｎ等从头算的计算结果作了比较，表明最有效活化甲烷分子的Ｃ─Ｈ键的金属是铑（Ｒｈ）．文中还测定了在甲烷部分氧化制合成气反应中，四个不同催化剂的催化活性与选择性，并与它们对甲烷的活化能力进行对比，可以看出甲烷部分氧化反应中，反应活性高的催化剂有效地活化甲烷，断裂Ｃ─Ｈ键，而且氘代甲烷产物分布以形成ＣＤ_４产物为主要成份．     

甲烷与二氧化碳转化制合成气的研究 Ⅰ.负载型钴金属催化剂的催化性能

采用固定床流动反应装置研究了高温焙烧的负载型钴金属催化剂对甲烷二氧化碳转化制合成气的催化性能，考察了催化剂活性组分，预处理温度及反应条件等对合气生成量的影响，并用色谱法测定了催化剂上的积炭量。     

CO2 在高分散 Ni/La2O3 催化剂上的甲烷化

 以 La2O3 为载体, 采用浸渍法制备了 10%Ni/La2O3 催化剂, 考察了该催化剂的 CO2 甲烷化反应性能. 结果表明, 在较低的温度 (350 oC) 和高空速 (约 30000 h–1) 下, 甲烷时空收率可大于 3000 g/(kg•h), 无论转化率高低, 甲烷选择性始终保持在 100%. X 射线衍射和 H2-程序升温还原等表征结果表明, CO2 在 Ni/La2O3 催化剂上的加氢机理可能与 Ni/γ-Al2O3 上不同, 并且 La2O2CO3 的形成有利于提高催化剂活性.     

CO_2催化加氢甲烷化负载型铁催化剂性能的研究

用浸渍法制备了一系列无机氧化物负载的金属铁催化剂 ,在 CO2 加氢甲烷化反应中考察了催化活性 .结果表明 ,载体对铁催化剂的活性影响显著 :其顺序为 Ti O2 >Zr O2 >海泡石 >Al2 O3>Si O2 .CO2 转化率及甲烷选择性均与金属负载量、空速和原料气配比有关 ;制备过程中的氨处理有利于催化剂活性的提高 ;第二组分 族及非 族金属的添加对催化活性具有较大影响 .     

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.     

活性炭载体的超声波处理对钌/活性炭氨合成催化剂催化性能的影响

 利用超声波处理活性炭,并采用场发射扫描电镜、X射线能谱、N2物理吸附和CO化学吸附等表征手段,考察了超声波处理对活性炭表面形貌、化学组成、表面织构和催化剂钌分散度的影响. 以超声波处理的活性炭为载体,以钡和钾为助剂制备了一系列钌基氨合成催化剂,在10.0 MPa,10000 h-1和400 ℃的条件下进行了氨合成活性评价. 结果表明,超声波处理可有效除去活性炭表面的杂质,提高中孔比表面积占BET比表面积的比例. 超声波处理50 min的活性炭表面的杂质含量较低,中孔比表面积适中,以其为载体制备的钌基催化剂的活性较高,催化氨合成反应速率可达94.8 mmol/(g·h).     

Ni/MWCNT及镧改性Ni/MWCNT催化CO2甲烷化反应的性能

以多壁碳纳米管(MWCNT)为载体, 通过浸渍法制备了负载型镍催化剂和稀土镧改性的镍催化剂, 并对其二氧化碳甲烷化的催化性能进行了研究. 借助比表面积测试、程序升温还原(TPR)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段研究了稀土镧的添加对Ni/MWCNT催化剂结构和表面组成、催化剂还原性能以及CO₂甲烷化反应性能的影响. 结果表明: 稀土镧改性的Ni/MWCNT较Ni/MWCNT催化剂具有更好的CO₂甲烷化活性, 镧组分的加入提高了催化剂表面的镍物种浓度和分散度, 弱化了氧化镍与载体MWCNT之间的相互作用, 促进了氧化镍的还原, 同时提高了表面镍物种的电子密度, 增加了对反应物的吸附能力, 从而提高了其CO₂甲烷化活性. 制备过程中稀土镧的添加次序对催化性能有较明显的影响, 其活性顺序为先浸渍镧后浸渍镍制备的催化剂活性明显好于先浸渍镍后浸渍镧制备的催化剂.     

载体对合成气制甲烷镍基催化剂性能的影响

考察了A12O3-1,Al2O3-2和SiO2负载的Ni基催化剂上合成气制甲烷的反应活性和稳定性.结果表明,Ni/Al2O3-2和Ni/SiO2催化剂表现出较高的催化活性和稳定性,而Ni/Al2O3-1催化剂稳定性极差.采用X射线衍射、透射电镜、程序升温还原、N2吸附-脱附和热重分析等技术对催化剂进行了表征.结果显示,...     

活性炭载体的微波处理对氨合成催化剂Ru/C催化性能的影响

 将一种商用活性炭在氮气保护下进行微波处理，采用元素分析、XRD、N2物理吸附和CO化学吸附等表征手段，考察了微波处理对活性炭载体的化学组成、物相、表面织构和催化剂钌分散度的影响．以微波处理的活性炭为载体，以钡或钡铯为助剂，制备了一系列钌催化剂，在SV＝10000h－1，p＝10．0MPa和θ＝430℃的条件下进行了氨合成活性评价．结果表明，活性炭经微波处理后能有效地脱除非碳成分，提高炭载体的稳定性，制备的负载型钌催化剂不仅具有较高的钌分散度，而且在一定温度范围内能够防止金属粒子烧结，从而使催化剂的活性和稳定性明显提高．例如，以未经处理的活性炭为载体制备的4％Ru－Ba－Cs／C催化剂，其出口氨浓度为9．23％，经1．0MPa，520℃耐热36h后，其出口氨溶解度下降至7．39％；而以经微波处理的活性炭（CW5）为载体制备的4％Ru－Ba－Cs／CW5催化剂，出口氨浓度为16．78％，经相同条件耐热后，其催化活性基本不变．     

活性炭及表面性质对Ru基氨合成催化剂性能的影响

 采用N2物理吸附和He-TPD等表征手段考察了不同活性炭及其经HNO3和氧化处理后的孔结构性质及表面基团的变化,并用CO化学吸附分析了其对活性组分Ru分散度的影响. 结果表明,活性炭较发达的中孔结构可显著提高Ru的分散度. 活性炭的部分表面含氧基团是Ru的分散中心,它们的量会明显影响催化剂的Ru分散度及活性. 活性炭经HNO3处理虽然可以使含氧基团的量增加,但同时也使不稳定基团的量增加,这些不稳定基团在催化剂还原过程中分解,不利于Ru的分散. 活性炭的气相热处理可以调变其表面结构及表面基团,从而提高 Ru的分散度及催化剂活性.