加压下甲烷部分氧化反应中催化剂上积碳形态的研究

 用XRD和TEM等方法对不同压力下甲烷部分氧化催化剂上积碳的形态进行了表征，发现积碳中有石墨相和类金刚石相存在，其中金刚石相的含量随压力的升高而增加．讨论了甲烷裂解和CO歧化两个反应产生积碳的可能性，探讨了非石墨相碳与实验条件的关系．结果表明，甲烷部分氧化积碳主要来源于甲烷分解，合成气中的氧分压对不同形态积碳的生成有较大的影响．     

甲烷部分氧化制合成气在Ni,Cu及Ni-Cu合金上的DFT研究

基于密度泛函理论(DFT)的DMol3量子力学计算程序模块应用于合金体系,通过与N i(111)和Cu(111)的比较,研究了N iCu(111)上甲烷部分氧化制合成气的活性.计算结果显示,Cu的加入导致H2在N iCu(111)的脱附能垒低于H2在N i(111)上的脱附能垒,CO的吸附热变化不大.此外,还考察了甲烷解离的过程,发现Cu的加入对速控步骤的活化能影响不大.     

甲烷部分氧化制合成气Ⅰ.催化剂设计

在已有的有关甲烷催化剂部分氧化和催化氧化资料的基础上，假设了一个甲烷部分氧化反应的机理，并据此提出了催化设计的原则，在分析了Ｏ２，ＣＯ和Ｈ２等在金属表面上的吸附热的基础上，得出如下结论：金属Ｎｉ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｒｕ和Ｉｒ可作为甲烷部分氧化催化剂的主要组分，Ｃｕ将时最佳助剂，具有较好的氢溢流功能的Ａｌ２Ｏ３可作为最佳载体。     

镍基催化剂上甲烷部分氧化制合成气

ＰＡＲＴＩＡＬＯＸＩＤＡＴＩＯＮＯＦＭＥＴＨＡＮＥＴＯＳＹＮＧＡＳＯＶＥＲＮｉ┐ＢＡＳＥＤＣＡＴＡＬＹＳＴＳＷａｎｇＪｕｎｋｅ，ＷｅｎｇＷｅｉｚｈｅｎｇ，ＨｕＹｕｎｈａｎｇ，ＺｈｅｎｇＬａｎｓｕｎ，ＷａｎＨｕｉｌｉｎ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍ...     

Ni/Al2O3催化剂上CH4部分氧化制合成气反应积碳的原因

 采用程序升温在线质谱分析方法,研究了常压条件下CH4在Ni／Al2O3催化剂上分解所形成的碳物种,发现CH4分解形成的NixC会首先转化成不与CO2反应,但在700℃左右可与O2反应的碳;这种碳再向需在800℃才能与O2反应的石墨碳转化．在较低的温度下,NixC向石墨碳转化的速度较慢,而在高温条件下转化速度大大加快．在700℃下,Ni／Al2O3催化剂上的CH4部分氧化制合成气反应生成的积碳主要为石墨碳,是由CH4分解形成的NixC转化而成的．在催化剂中添加适当的助剂,可提高NixC与氧的反应活性,抑制其向石墨碳转化,是改善催化剂抗积碳性能的有效途径．     

甲烷部分氧化制合成气Ⅰ．催化剂设计

在已有的关于甲烷催化部分氧化和催化氧化资料的基础上，假设了一个甲烷部分氧化反应的机理，并据此提出了催化剂设计的原则．在分析了Ｏ２，ＣＯ和Ｈ２等在金属表面上的吸附热的基础上，得出如下结论：金属Ｎｉ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｒｕ和Ｉｒ可作为甲烷部分氧化催化剂的主要组分，Ｃｕ将是最佳助剂，具有较好的氢溢流功能的Ａｌ２Ｏ３可作为最佳载体     

甲烷部分氧化制合成气的研究

考察了镍基和钴基催化剂催化甲烷在自放热条件下部分氧化制合成气。结果表明，在较高的空速条件下，反应一旦引发即可停止供热，仅靠反应自身放出的热量就能维持反应的继续进行：Ｎｉ／Ｌａ２Ｏ３催化剂中的镍负载量大于１０％后，镍负载量对催化活性无明显的影响；ＣＨ４的转化率及Ｈ２和ＣＯ的选择性均随空速和反应温度的增加而提高；对Ｎｉ／ＺｒＯ２和Ｃｏ／ＺｒＯ２催化剂，反应进行到６－１２ｈ时，ＣＨ４转化经最高；但对Ｎｉ     

采用射频热等离子体合成Ni-CeO_2催化剂用于甲烷部分氧化(英文)

采用射频热等离子体制备了Ni含量为50 mol%的Ni-CeO_2催化剂,考察了其在甲烷部分氧化反应中的催化活性.在催化剂制备过程中,采用板功率为52 kVA的射频等离子体火炬将Ni(直径约5μm)和CeO_2粉末(直径约200 nm)混合物同时加热,粉末添加速率约为120 g/h.X射线衍射和透射电镜表征结果表明,所用前驱体形成了高结晶的CeO_2载体,其表面Ni颗粒的粒径较小(50 nm).在常压、500 oC以上、反应物中CH_4:O_2=2:1(摩尔比),并用Ar稀释的条件下考察了所制样品的甲烷部分氧化反应性能.结果表明,尽管所制样品中Ni含量较高(~50 mol%),但在550 oC反应24 h后,甲烷转化率为70%以上,CO和H_2选择性大于90%,有少量积碳.然而,在750 oC反应24 h时,催化剂表面形成了丝状碳,甲烷转化率升至90%以上.     

甲烷部分氧化制合成气:铑基催化剂活性位的研究

采用小体积（４０μｌ）脉冲反应技术研究了ＣＨ４和ＣＨ４／Ｏ２（２／１）在氧化态、还原态和不同还原程度的负载型铑基催化剂上的反应情况。当ＣＨ４与还原态催化剂反应时间，ＣＯ为主要产物，其选择性〉７０％；当ＣＨ４与氧化态催化剂反应时，无目标产物ＣＯ生成。通过脉冲不同时的Ｈ２，对完全氧化态催化性能。这一结果不仅进一步证实了还原态铑是反应的活性位，而且说明操作条件（如物料比，不还条件等）对反应性能的影响不当     

助剂对甲烷部分氧化制合成气镍基催化剂性能的影响

考察了添加助剂铈、镧和钙对镍基催化剂反应性能的影响，发现助剂对以α-Al2O3为载体的镍基催化剂的调变作用比以γ-Al2O3为载体的镍基催化剂好，且助剂铈对催化剂的性能改善最好。在此基础上，研究了不同载量的铈对催化剂性能的影响。结果表明，铈的质量分数为1%时对催化剂的性能改善最好。同时采用XRD、XPS、TG等技术，研究了助剂铈对10％Ni/γ-Al2O3催化剂的改性作用。XRD分析表明，铈负载量较低时，催化剂中的CeO2高度分散在催化剂表面，铈负载量较高时，CeO2形成微晶颗粒，降低了催化活性。     

镍表面单原子台阶对甲烷解离过程影响的DFT研究

使用基于密度泛函理论（DFT）的DMol^3量子力学计算程序模块，采用Ni（211）周期性模型表达镍表面上的单原子台阶结构，计算出CHx（x=0～4）在Ni（211）模型不同活性位上的吸附能和空间构型，并使用LST／QST方法找到了台阶结构上CHx（x=1～4）的解离路径、过渡态和相应的能量数据．计算结果表明，金属表面台阶结构较平台结构更有利于CHx物种的吸附．台阶结构上存在能够降低CHx解离活化能的活性位．处于台阶结构上的特定位置时，CH4解离全过程的关键步骤-CH4和CH解离的活化能会大幅降低。     

异金属铜-氧MAZ分子筛催化甲烷部分氧化反应DFT研究

已有研究证明了 Cu-MAZ分子筛催化甲烷部分氧化的优异性且实验表征得出其活性结构含有三核铜结构.为进一步提高部分氧化活性,采用MAZ分子筛作为载体体系,用于[Cu3(μ-O)3]2+结构,分别掺杂Pd、Pt、Fe、Co、Ni、Au和Ag,构建[Cu2MO3]2+异金属活性位.通过密度泛函理论(DFT)研究不同金属对C...     

甲烷部分氧化气氛制备碳纳米管

碳纳米管是由碳六元环构成的类石墨平面卷曲而成的纳米级中空管,其中每个碳原子通过sp2杂化与周围3个碳原子发生完全键合,管的直径在几个纳米到几十个纳米之间,而轴向长度却可达几十微米甚至更长,故被称为准一维分子纳米材料.由于这种特殊结构,碳纳米管具有许多奇异的物理化学性能,如独特的导电性、极高的机械强度、润滑性和吸附能力等.自发现碳纳米管以来[1],人们开展了多种方法进行制备研究,如电弧放电(Arcdischarge)[2]、激光烧蚀(Laserablation)[3]、碳氢化合物催化分解(Catalyticdecompositionofhydrocarbons)[4]和化学气相沉积(Chem…     

Density functional theory (DFT) and ab initio investigations of the electronic and molecular structures of the monomer and the dimer of trimethylaluminium

The electronic and molecular structures of the monomer and dimer of trimethylalu-minium have been studied using density functional theory and ab initio MP2 method. The optimized geometry of the monomer Al(CH3)3 is of C3h symmetry, whereas that of the dimer [A1(CH3)3]2 contains a carbon-bridged four-membered ring structure with C2h symmetry. The hydrogen-bridged six-membered ring structure is found to be unstable. The calculated dimerization energy for the four-membered ring structure is 78 kJ/mol, in close proximity to the experimental value of 85.27 kJ/mol.     

羟基氧化铟团簇与二氧化碳和甲烷作用的密度泛函理论研究

二氧化碳(CO₂)和化石能源气体燃料甲烷(CH₄)均是化学稳定、 温室效应较大的分子, 因而对其活化、 转化和利用的研究具有显著的理论和实际意义. 本文采用密度泛函理论方法, 计算研究了羟基氧化铟团簇与CO₂, CH₄和(CO₂+CH₄)的作用. 结果表明, 氧化铟团簇通过其活性位点—In—O(桥氧)—对CO₂和CH₄分子进行[2+2]加成活化, 而羟基的引入调变了氧化铟团簇活性位点上的局部电荷, 显著降低了其与CO₂和CH₄分子作用的活化自由能垒, 使得CO₂和CH₄分子的活化变得容易进行. 活性位点—In—O(桥氧)—中的In, O上的局部电荷差值(q_In－q_O)越大, 其对CO₂和CH₄分子作用的活化自由能垒越低. 羟基氧化铟与CO₂和CH₄分子作用时, 电子由羟基氧化铟流向CO₂和CH₄分子(亲核活化); 而羟基引入前的氧化铟与CO₂和CH₄分子作用时, 电子则由CO₂和CH₄分子流向氧化铟(亲电活化).     

DFT Study on One-carbon Unit Transfer from 1,10-CH^ - tetrahydroquinoxaline to Methylamine

Density Functional Theory (DFT) method was used in this paper to study one-carbon transfer from 1,10-tetrahydroquinoxaline,an analogue of tetrahydrofolic acid.to methylamine.This reaction can be completed via two paths.From the computation results we can conclude that a general-acid catalysis exists in this reaction.By computation we find DFT has its limitation in describing a newly incorporated structure with a unit charge.     

压力对甲烷部分氧化制合成气反应的影响

甲烷部分氧化制合成气是近年来催化界关心的课题之一，文献报导的工作多在常压下进行［１～４］．然而天然气和纯氧都有一定压力，且以合成气为原料的后续过程通常都在较高压力下操作，从节能的角度出发，研究加压甲烷部分氧化制合成气具有重要的实际意义［１，２］．我们...     

CO2二聚体分子弱结合作用的DFT计算

用密度泛函理论(DFT)的Becke 3LYP方法,在不同基集合（6 31G和6 311G系列）下对平行结构（C 2h）和T形结构(C2v)的CO2二聚体进行ab initio计算.通过计算,得到了CO2二聚体C2h和C2v两种构型的结构参数和离解能,并给出了CO2二聚体相对稳定构型C2h的12个正则振动分析图.结果表明,CO2二聚体的离解能为2 kJ•mol－1,CO2分子之间振动频率很小,从而说明CO2二聚体是弱结合分子.