镍基催化剂上甲烷部分氧化制合成气

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

流化床中高分散镍基催化剂上甲烷的自热重整和部分氧化

Highly dispersed Ni catalysts on spherical SiO2 were prepared by simple impregnation of Ni（acac）2, [Ni-（NH3）6-n（H2O）n]^2＋, [Ni（en）3]^2＋ and [Ni（EDTA）]^2-. Pulse adsorption of H2 and TEM analysis results confirmed that Ni was dispersed very well on the surface of SiO2 even after calcination （4 h） and reduction （1 h） at high temperature of 800 ℃. These highly dispersed and uniquely sized Ni crystallites were more stable and more reactive for both autothermal reforming and partial oxidation of methane in fluidized reactor.     

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     

贵金属铱对氨分解用镍基催化剂的促进作用研究

用湿式浸渍法制备了不同贵金属质量分数的镍-铱双金属催化剂,以氨分解为模型反应对其催化性能进行考察.结果表明,贵金属铱的添加提高了10%Ni/γ-Al2O3的低温活性.在铱的质量分数不高于1%时,氨分解反应活性随铱质量分数的增加出现最大值(相应的Ir质量分数为0.7%),对应的10%Ni-0.7%Ir/γ-Al2O3催化剂在400 ℃时,氨分解率为43.55%,较单组分的Ni催化剂高40.0%.用H2-TPR、H2-TPD 、BET和XRD表征方法对催化剂进行了表征.结果表明,Ir与活性组分Ni之间存在协同作用.铱的添加促进了活性组分的分散、减小了镍的晶粒尺寸,且增加了催化剂活性位的数量,从而提高了催化剂的氨分解性能.     

甲烷部分氧化制合成气Ⅱ.镍系催化剂的反应结果

主要用第四周期金属元素的氧化物与Ａｌ２Ｏ３的复合氧化物催化剂上甲烷催氧化的结果证实了催化剂设计中的预测，（１）催化剂首先应能解离活化甲烷，（２）催化剂要能较快地活化Ｏ２分子，只有同时满足这两个条件，催化剂才可能有较好的甲部分氧化活性，第四周期元素中只有镍具有这样的性质，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｌａ，Ｃａ，Ｚｎ等氧化物的添加可明显提高Ｎｉ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的甲烷部分氧化性能，其中Ｃｕ的助催化剂性能最好，催     

甲烷部分氧化制合成气Ⅳ．镍铜催化剂的反应性能及影响因素的考察

对镍铜甲烷部分氧化催化剂的制备化学研究表明，在Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、Ｙ型分子筛等载体中，具有较好氢溢流功能的Ａｌ２Ｏ３所担载的镍铜催化剂，有最佳的反应性能，载体的产物溢流功能对反应中合成气的生成是有利的．对于ＮｉＯ－ＣｕＯ－Ａｌ２Ｏ３催化剂，组分Ｃｕ的最佳含量是Ｃｕ／Ａｌ＝０．２／４（原子比），Ｎｉ／Ａｌ（原子比）在１／４－１．５／４范围内催化剂均保持最佳的反应性能，此时，甲烷转化率为９８．１％，对ＣＯ、Ｈ２的选择性分别达９７％、１００％．制备方法对催化性能影响的结果显示，以（ＮＨ４）２ＣＯ３为沉淀剂的共沉淀法，是制备ＮｉＯ－ＣｕＯ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的最佳方法．ＮｉＯ－ＣｕＯ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的甲烷部分氧化性能在４００－５００℃间有一突跃，并在７００℃时达到最佳值；过高的反应气空速对ＣＯ、Ｈ２的选择性是不利的     

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。     

TPR AND CTPR STUDIES ON Ni/Al_2O_3 CATALYST FOR CATALYTIC PARTIAL OXIDATION OF METHANE TO SYNGAS

lntroductionTheconversi0nofnaturalgast0syngasviQtheCatalyticPartialOxidaion(CPO)ofCH4(Eq.l)lledlethibitsthepotentiaIt0replaceconventionalsteamreforming(Eq.2),withasubstalialreductioninplantsizc.Thisproccssisnotcncrg}intensivc.andalso}'ieldss}.nthesisgasx`.ithH2/COmolarratioof2.O.x`hichissuitabIcforman}'chcmicalproccsscs-suchasthcproductionofmethanoIovcrCu/Zn0catal}'st(Eq.3)andFischcr-Tropschs}nthcsisovcrCo'CucataI}'sts(Eq.4).CO 2H2-CH30H(3)nCO 2nH2-C,,H(2,, l) nH2O(4)Atprcscnt-…     

甲烷部分氧化制合成气反应中催化剂积炭的研究(英文)

Ｎｉ／Ａｌ_２Ｏ_３催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应是在固定床流动反应装置上进行的。考察了催化剂的床层温度、反应压力、空速和原料气配比对催化剂积炭产生的影响。实验结果表明,积炭速率随催化剂床层温度的升高而降低,当温度低于７０℃时,积炭速率骤增：积炭总是发生在催化剂床层的下段;若空速超过３．０×１０~５ｈ~（－１）,积炭速率随空速增加而明显降低。从ＦＴＩＲ实验结果可知,吸附在Ｎｉ／Ａｌ_２Ｏ_３催化剂表面上的ＣＯ,一部分歧化生成了ＣＯ_２和Ｃ。综上所述,催化剂表面积炭主要来源于以下两个反应： ２ＣＯ→Ｃ＋ＣＯ_２,ＣＯ＋Ｈ_２　＝ Ｃ＋Ｈ_２Ｏ     

Ni/Al2O3催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应机理

用变应答／质谱在线检测技术研究了Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３催化剂上甲烷部分氧化制合成气的反应要理，研究结果指出，在常压９７３Ｋ条件下，Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３催化剂上甲烷部分氧化制合成气按直接氧化机理进行，Ｈ２和Ｃ烛甲烷部分氧化的一次产物，其主要反应可表示如下：１．ＣＨ４＋ｘＮｉ－ＮｉｘＣ＋２Ｈ２，２．Ｏ２＋２Ｎｉ－２ＮｉＯ，３．ＮｉｘＣ＋ＮｉＯ－ＣＯ＋（ｘ＋１）Ｎｉ。     

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。     

PROMOTING EFFECT OF RARE EARTH OXIDES ON Ni/Re_xO_y-Al_2O_3 CATALYST FOR PARTIAL OXIDATION OF METHANE TO SYNTHESIS GAS

IntroductionSynthesisgas(HZ CO)isproducedfrommethanemoshybysteamrefonningwhichsuffersfromlimitationssuchasveryhighenergyrequirements,complicatedequipmentandinstallations,highHZ/COproductratioandpoorselectivityforcarbonmonoxide.Recently,manyresearchershave…     

担载Rh／Al2O3催化剂表面吸附态的加压原位红外光谱表征

应用加温加压气固多相催化原位红外光谱反应器,在Ｈ２／ＣＯ＝２：１（ｍｏｌ）、０．５￣５．０ＭＰａ和２０￣３００℃的接近ＣＯ＋Ｈ２工业反应条件下,考察了还原态和氧化态Ｒｈ／Ａｌ２Ｏ３催化剂表面ＣＯ吸附态,关联了吸附态与催化剂活性的关系。实验结果表明,还原态的Ｒｈ／Ａｌ２Ｏ３催化剂一氧化碳加氢生成烃类,其催化剂表面存在三种ＣＯ吸附态：线式Ｒｈ（ＣＯ）,孪生式Ｒｈ（ＣＯ）２和桥式Ｒｈ２ＣＯ。在常温常压下     

乙烷部分氧化超细Fe－Mo－O催化剂的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Fe－Mo－O催化剂，用XRD、TEM、BET、IR、TPR、TPD和微反等技术研究了催化剂晶体结构、表面构造、晶格氧活泼性、化学吸附和乙烷部分氧化反应性能。Fe－Mo－O复合氧化物催化剂是由超细微粒组成，微粒粒径约10 nm～20 nm，比表面积为48.1 m2/g。催化剂表面由Lewis碱位（Mo=O键的端氧和Fe－O－Mo键中的桥氧）及Lewis酸位构成。乙烷能以甲基中的H原子吸附在催化剂表面Lewis碱位Mo=O的端氧上形成分子吸附态，其部分氧化产物主要是C2H4和少量的CH3CHO。     

碱土金属对甲烷与空气制合成气Ni/CaO-Al_2O_3催化剂性能的影响

考察了添加在镍基催化剂中的碱土金属助剂对甲烷与空气制合成气的催化反应性能的影响。并对催化剂用TPO、TPR、CO2 TPD、XPS及CO脉冲色谱对催化剂进行了表征。实验表明 ,碱土金属助剂对降低催化剂结炭有一定的作用 ,催化剂抗积炭顺序为Ni BaO CaO Al2 O3>Ni SrO CaO Al2 O3>Ni MgO CaO Al2 O3>Ni CaO Al2 O3。而且 ,添加了碱土金属催化剂的Ni晶粒减小、结合能负位移和催化剂吸附CO2 的能力变化顺序都与积炭量减少顺序一致。其中尤以Ni BaO CaO Al2 O3 催化剂既有较高的活性 ,又能抑制结炭