甲烷二氧化碳重整制合成气镍-钴双金属催化剂

积炭;甲烷二氧化碳重整制合成气镍-钴双金属催化剂     

甲烷二氧化碳重整制合成气的镍基催化剂性能Ⅱ.碱性助剂的作用

考察了碱性助剂Ｋ２Ｏ，Ｌｉ２Ｏ，ＭｇＯ，Ｌａ２Ｏ３与ＣｅＯ２对Ｎｉ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂上ＣＨ４－ＣＯ２重整反应活性和抗积炭能力等方面的影响，结果表明，这些助剂对催化剂的抗积炭能力都有明显的改善作用，ＣＨ４－ＣＯ２重整活性不同温度范围内也有不同程度的提高，其中，ＭｇＯ，Ｌａ２Ｏ３和ＣｅＯ２助剂的作用明显，但与添加顺序有关，先浸Ｎｉ后浸Ｍｇ制备的催化剂有较高的ＣＨ４转化率，但抗积炭能力远不如先浸Ｍｇ     

甲烷与二氧化碳重整制取合成气反应的研究

合成了具有磁铅石结构的Ｓｒ１－ｘＬａｘＮｉＡｌ１１Ｏ１９系列催化剂，并用ＸＲＤ、ＵＶ－ＤＲＳ、Ｈ２－Ｏ２滴定及Ｐｙ－ＩＲ等方法对其体相及表面性质进行了表征，结果表明，Ｌａ＾３＋离子能够同晶取代Ｓｒ＾２＋离子进入催化剂晶格内部；随着Ｌａ＾２＋含量增加，催化剂的结晶度提高，从而降低了镍的还原性，并使金属镍的表面上的分散度略有提高，在ＳｒＮｉＡｌ１１Ｏ１９中掺入Ｌａ＾３＋离子，能够抑制晶体沿ｃ轴方向的生     

甲烷与二氧化碳重整制取合成气反应的研究：（Ⅱ）Sr1—xLaxNiAl11O19催化 …

对具有磁铅石结构的Ｓｒ１－ｘＬａｘＮｉＡｌ１１Ｏ１９对甲烷和二氧化碳重整反应的催化活性，积炭量和稳定性进行了研究。不同还原温度下催化剂的ＸＲＤ和催化剂活性的实验结果表明，金属镍是ＣＨ４＋ＣＯ２重整反应的活性组分，金属镍含量越大，反应活性越高。反应后催化剂积炭量的分析结果说明，在相同镍含量和分散度的情况下，Ｌａ６２＋离子对Ｓｒ＾２＋离子调变，可以降低催化剂的表面酸性，提高催化剂的抗积炭能力。     

负载型镍金属催化剂上甲烷与二氧化碳重整制合成气

报道了负载型Ｎｉ金属催化剂的表面特征和对ＣＨ４与ＣＯ２重整制合成气的催化性能，反应结果和ＴＰＲ，ＸＲＣ结果表明：Ｎｉ担载量为９．０％的催化剂具有最佳的反应性能，Ｎｉ组分以高散表面化合物形式存在，助剂对催化剂活性的影响随载体和添加方式的不同较大差异，其中少量ＭｇＯ，Ｌａ２Ｏ３对改善催化剂的稳定性和抗积碳能力有十分显著的效果，载体和制备方法对催化剂性能具有明显影响，其中浸渍法制备的Ｎｉ／ＭｇＯ催化剂不     

甲烷重整制合成气镍催化剂积炭研究

本文综述了甲烷转化制合成气镍催化剂积炭的研究进展,论述了积炭热力学和动力学、积炭类型、积炭机理和影响积炭的因素,详细分析了催化剂的镍粒子尺寸、镍-载体相互作用、载体碱性强度、载体氧化-还原性质和添加助剂对镍催化剂的积炭速率和积炭量的影响,并总结了重整反应工艺参数和反应器形式对镍催化剂积炭的影响。最后指出,采用现代表征手段阐明镍催化剂的积炭机理、种类和数量,明确积炭的规律,可为设计开发抗积炭性能强的镍催化剂提供理论依据;可通过增强金属与载体的相互作用、减小镍粒子的尺寸(镍粒子尺寸小于20 nm)和选择适宜的载体来制备抗积炭性能强的催化剂;可通过采用流化床反应器且优化工艺参数来减少重整过程积炭量;可通过寻求行之有效的积炭催化剂再生方法来解决镍催化剂积炭问题。     

甲烷／二氧化碳重整反应催化剂的制备及反应性能研究

采用浸渍法制备载镍ＣＨ４／ＣＯ２重整反应催化剂，应用ＩＣＰ，ＢＥＴ，ＥＰＭＡ，ＳＥＭ，ＴＥＭ，ＸＰＳ等手段考察了焙烧温度，浸渍液酸度，助剂等制备条件对催化剂结构及反应性能的影响。结果表明，低温热处理制备的Ｎｉ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂具有较高的ＣＨ４／ＣＯ２重整反应活性．经酸或强碱溶液中制备的催化剂尽管活性分布及孔结构等均扔所不同，但二者的反应活性都很高；     

甲烷与二氧化碳重整制取合成气反应的研究：ⅢSr（La）NiAl11O19积炭动力学

用热重（ＴＧＡ）方法，研究了ＬａＮｉＡｌ１１Ｏ１９和ＳｒＮｉ１１Ｏ１９催化剂上甲烷与二氧化碳重整反应的积炭动力学。实验结果表明，甲烷裂解是ＣＨ４＋ＣＯ２反应中主要的积炭反应，甲烷的二氧化碳重整反应的积炭速率随反应温度升高而增大，但春衰减速度也较快；ＣＨ４＋ＣＯ２反应的积炭速率相对甲烷分压的反应级数是１，相对二氧化碳分压的反应级数是一－０５；在ＳｒＮｉＡｌ１１Ｏ１９中掺入Ｌａ＾３＋离子，提高了催化剂     

Reforming of CH4 with CO2and O2to produce syngas over CaO modified Ni/SiO2 catalysts in a fluidized bed reactor

Methane reforming by carbon dioxide and oxygen was investigated over 5 wt.%Ni/CaO-SiO₂ catalyst in a fluidized-bed reactor. The catalyst exhibited high activity and good stability at stoichiometric methane, carbon oxide and oxygen feed. Effects of calcium loading, space velocities, reaction temperatures and the feed gas compositions for this combined reaction were investigated. These results indicated that Ni/CaO-SiO₂ is more effective and stable. The catalyst performance, stability, structure, dispersion of nickel and carbon deposition of the modified and unmodified catalysts were investigated by a series of characterization techniques. Results showed that catalysts modified with CaO improved their stability better than the pure nickel-based catalysts. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

CH4-CO2 reforming to syngas over Pt-CeO2-ZrO2/MgO catalysts: Modification of support using ion exchange resin method

Pt-CeO2-ZrO2/MgO (Pt-CZ/MgO) catalysts with 0.8 wt% Pt, 3.0 wt% CeO2 and 3.0 wt% ZrO2 were prepared by wet impregnation method. Support MgO was obtained using ion exchange resin method or using commercial MgO. XRD, BET, SEM, TEM, DTA-TG and CO2-TPD were used to characterize the catalysts. CH4-CO2 reforming to synthesis gas (syngas) was performed to test the catalytic behavior of the catalysts. The catalyst Pt-CZ/MgO-IE(D) prepared using ion exchange resin exhibits more regular structure, smaller and more unique particle sizes, and stronger basicity than the catalyst Pt-CZ/MgO prepared from commercial MgO. At 1073 K and atmospheric pressure, Pt-CZ/MgO-IE(D) catalyst has a higher activity and greater stability than Pt-CZ/MgO catalyst for CH4-CO2 reforming reaction at high gas hourly space velocity of 36000 mL/(g·h) with a stoichiometric feed of CH4 and CO2. Activity measurement and characterization results demonstrate that modification of the support using ion exchange resin method can promote the surface structural property and stability, therefore enhancing the activity and stability for CH4-CO2 reforming reaction.     

Ni-Sm_x/SiC催化剂甲烷二氧化碳重整性能研究

用浸渍法制备了不同钐含量的Ni-Sm_x/SiC催化剂,其中,镍的质量分数为9%,氧化钐的质量分数分别为0、2%、3%、4%、5%、7%。采用常压微型固定床反应器考察了不同催化剂在甲烷二氧化碳重整反应中的催化性能,并用BET、ICP、XRD、H2-TPR、TG-DTA、XPS和TEM等技术对反应前后催化剂进行表征。结果表明,加入钐后,重整反应中甲烷和二氧化碳转化率明显提高。当钐含量为5%时,Ni-Sm5/SiC表现出最好的活性和稳定性,而且反应后催化剂表面积炭量最少。其原因是钐的加入提高了活性组分与载体的相互作用,有效减少了表面积炭、提高了催化剂的稳定性。     

Yb_2O_3助剂对Ni/SiC催化剂甲烷二氧化碳重整性能的影响

采用浸渍法制备了Ni/SiC和Ni-Ybx/SiC(x=2%、4%、6%、10%,质量分数)催化剂,在固定床反应装置中考察了催化剂在甲烷二氧化碳重整反应中的性能。利用BET、ICP-AES、XRD、H2-TPR、TG-DTA、XPS和TEM等技术对催化剂进行了表征。实验结果表明,Yb的适宜添加量为4%~6%。在800℃条件下Ni-Yb4/SiC和Ni-Yb6/SiC催化剂具有优异的催化活性和稳定性,在100 h的重整反应中,甲烷和二氧化碳的转化率始终保持在90%以上。Yb2O3助剂能够抑制镍颗粒的生长和减少碳沉积量,因此,Ni-Yb/SiC催化剂在连续反应中表现出稳定的活性。     

Combination of CO2 reforming and partial oxidation of CH4 over Ni/Al2O3 catalysts using fluidized bed reactor

The effects of the Ni loading, total feed flow rate, prereduction temperature, reaction temperature and feed gas ratio for combination of CO₂ reforming and partial oxidation of CH₄ over Ni/Al₂O₃ were investigated using a fluidized bed reactor. Methane conversion to syngas was drastically enhanced using a fluidized bed reactor over Ni/Al₂O₃ catalyst calcined at high temperature. The fluidized bed and the fixed bed reactor were compared and a promoting mechanism of the fluidized bed reactor was proposed. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

载体对负载钴催化剂CH_4/CO_2重整反应的影响

采用固定床微反应器、利用 XRD及 TPR技术研究了载体对负载于 γ- Al2 O3、Si O2 和HZSM- 5分子筛上的 Co催化剂的 CH4/ CO2 重整制合成气反应性能的影响 .结果表明 ,金属与载体之间的相互作用是影响催化剂活性和稳定性的重要因素 .HZSM- 5是一种优良载体 ,但硅铝比较低易积炭 ;Co/ Si O2 及低负载量的 Co/ Al2 O3催化剂活性较低易失活 ,其失活原因前者为 Co0 晶粒的烧结 ,后者为 Co0 向 Co Al2 O4的转变 .探讨了金属 -载体相互作用与催化剂性能之间的关系     

水合物CH4-CO2置换的双重机理:空位辅助与竞争

过去的CO2置换甲烷水合物的微观机理研究,主要集中在客体分子(CH4、CO2)之间的交换、占据状态,孤立地研究分解过程或生成过程,忽视主体-客体之间的作用、主体分子(H2O)的空位辅助和客体分子的多重竞争通道。本文基于水合物分解的过冷水及其水空位辅助,以及水合物生成的串滴链及其客体分子竞争的研究,进一步评论水合物CH4-CO2置换的双重机理。然后,对微观机理的动态性和未来研究的相关问题进行讨论。通过综述和评论,文章得出以下初步结果:过冷水通过水空位推动客体分子的跳跃、扩散,实现置换过程的自组装;CO2分子在分解前沿形成一个有序结构的CO2串滴链,其动态性伴随水的组织到获取包合物笼的结构,以及非晶形包合物转变成晶形包合物的生长过程;CO2和CH4在中晶穴中必然产生竞争,并且存在多种竞争类型;成核过程中,不稳定簇导致竞争结构,且有多重竞争通道。最后,结果表明水合物的CH4-CO2置换机理具有双重性,即主体分子的空位辅助和客体分子的竞争,是分解过程和生成过程的自然统一。     

载体对镍基催化剂CH4／CO2重整制合成气性能的影响

在Ｎｉ／ＭｇＯ、Ｎｉ／ＣａＯ和Ｎｉ／ＣｅＯ催化剂上,ＣＨ４／ＣＯ２重整制事成的活性测试表明ＭｇＯ是一种较好的载体,ＴＰＲ实验显示,Ｎｉ－ＭｇＯ之间的相互作用比Ｎｉ－ＣａＯ和Ｎｉ－ＣｅＯ２强,现场ＣＯ岐化和ＣＨ４解离实验表明, 经剂表面吸附的氢会促进ＣＯ歧化和ＣＨ４解离积炭。     

铝源对Ni/Al2 O3催化剂结构及其CO2-CH4重整性能的影响

以三种不同铝源采用溶液燃烧法制备了系列Ni/Al_2O_3催化剂,通过XRD、H_2-TPR、NH_3-TPD、N_2吸附-脱附、TGDTG和TPH等分析方法对反应前后催化剂进行了表征,研究了铝源对Ni/Al_2O_3催化剂结构、表面性质及其CO_2-CH_4重整性能的影响。结果表明,以Al(NO_3)_3·9H_2O为铝源制备的NiNO-AlNO催化剂比表面积较大,达102 m~2/g;高温还原峰面积大,峰型更为弥散;且载体Al_2_O_3具有一定的结晶性。而以Al_2(SO_4)_3·18H_2O和AlCl_3·6H_2O为铝源制备的NiNO-AlSO和NiNO-AlCl催化剂,其载体以无定型Al_2O_3存在,活性组分Ni晶粒粒径大、分散性差,还原峰面积较小,与载体的相互作用较弱。其中,由于硫酸铝较为稳定,需要在更高温度下才能转化为Al_2O_3,且所制备NiNO-AlSO催化剂中残留有含硫物质,使得其表面酸性较强。评价结果显示,NiNO-AlNO催化剂活性较高,稳定性好,CH4转化率为31.21%,CO_2转化率为48.97%。积炭分析结果发现,NiNO-AlNO催化剂表面积炭量最少,沉积炭主要以无定型态存在,具有良好的抗积炭性能。