镍基催化剂上甲烷干气重整反应的优化(英文)

利用单一因子法、正交设计法以及均匀设计法深入考察了镍基催化剂上的甲烷二氧化碳重整反应的影响因子、催化剂组成、最佳反应条件以及助剂效应。研究发现,最佳催化剂组成为：Ｎｉ,８５ｗｔ％：ＭｇＯ,３ｗｔ％;ＣｅＯ２,３ｗｔ％;载体：Ａｌ２Ｏ３。助剂可有效抑制催化剂积碳,但同时由于覆盖部分金属活性位,一定程度上降低了催化剂的活性。该催化剂上５００ｈ甲烷二氧化碳重整反应稳定性试验表明该催化剂性能优越．有较高的开发潜力。     

甲烷干气重整反应进展(英文)

系统地回顾和总结了二氧化碳重整反应的研究进展和现状,包括催化剂活性组分、载体、助剂以及催化剂制各方法等因素对催化剂性能的影响,同时对催化剂活性组分与反应中间体的结构与性能、反应机理和动力学行为及催化剂失活特性进行了细致的分析。大量研究表明金属镍是最富潜力的干气重整催化剂活性组分,而催化剂积炭是决定该反应能否工业化的关键因素。探索抑制催化剂积碳失活的有效途径是二氧化碳重整过程开发成功的关键。甲烷二氧化碳（干气）重整反应的研究和开发将提供一条天然气有效利用与温室气体减排的有效途径。     

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     

甲烷干气重整反应中镍基催化剂上表面积碳研究(英文)

镍基催化剂上积碳是甲烷干气重整反应急需解决的关键问题。实验采用ＴＰＳＲ、ＴＰＤ、ＸＰＳ和脉冲反应等方法系统研究了镍基催化剂表面积碳的形态和特点。热力学研究表明,在５７３ Ｋ到１２７３ Ｋ的温度范围内,催化剂的表面积碳是不可避免的。ＴＰＳＲ、ＸＰＳ和ＴＰＤ研究表明,甲烷在催化剂表面裂解将形成至少三种碳物种：Ｃα、Ｃβ和Ｃγ。这三种碳物种具有不同的表面迁移能力、热稳定性和反应活性。其中,Ｃα物种在甲烷干气重整反应中是一种非常活泼和重要的中间体;Ｃγ物种则可能是表面积碳的前驱物：部分脱氢的Ｃβ物种能够与Ｈ２或ＣＯ２反应生成ＣＨ４或ＣＯ。     

LaNiAl11O19催化剂上甲烷与二氧化碳重整反应的研究

目前用于甲烷与二氧化碳重整反应研究的催化剂主要是负载镍及贵金属的催化剂，在较高的反应温度下，这类催化剂的载体和金属容易烧结，而且相互之间容易发生因相反应，从而导致催化剂失活[1.2]．因此，我们从高温稳定的载体材料人手，选择具有六铝酸盐结构的复合氧化物作为催化剂的基质材料，将镍离子镶嵌在复合氧化物特定的晶格位置上，一方面可提高镍离子的分散度和抗烧结能力，另一方面可以通过离子调变，改变催化剂表面酸碱性，提高催化剂抗积炭性能．实验结果表明，LaNiAl11O19不仅具有较高的甲烷与二氧化碳重整反应活性，而且镍离子…     

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；     

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。     

载体对担载Ni催化剂甲烷与二氧化碳重整反应活性的影响

制备了 Zr O2 、Mg O改性的 Al2 O3、Ti O2 复合载体 ,并应用 X-射线粉末衍射 (XRD)、比表面积测定、扫描电镜 (SEM)等手段进行了表征 .结果表明 ,这些氧化物在 Al2 O3上的晶粒尺寸小、比表面积大 ,分散较好 ,而在Ti O2 上的分散性较差 .对经 10 73K焙烧的 Mg O/ Ti O2 ,还发现部分 Ti O2 载体由锐钛矿变为金红石 ,同时生成Mg Ti O3 新相 .考察了载体对 Ni催化剂的 CH4与 CO2 重整反应活性的影响 ,其次序为 :Mg O/ Al2 O3>Zr O2 /Al2 O3>Al2 O3>Mg O >Zr O2 >Ti O2 >Mg O/ Ti O2 . Ti O2 及 Mg O/ Ti O2 担载 Ni催化剂的低活性可能与 Ti O2 本身的还原性有关     

助剂对甲烷干重整 Ni/γ-Al_2O_3催化剂性能的影响(英文)

The Ni catalysts supported on γ-Al2O3 were synthesized by an impregnation method.Their catalytic performance in methane dry reforming was investigated.The reforming reactions were carried out in a microreactor using a CO2:CH4 feed ratio of 1:1,a F/W = 2640 ml/(h·g),reaction temperatures between 500-850 ?C,and at atmospheric pressure.The influence of Ca,Ce,and Zr promoters on catalyst stability,coke deposition,and the H2/CO ratio were also studied.Effluents were analyzed using an online gas chromatograph equ...     

氮化SBA-16负载镍基催化剂的制备及其对甲烷二氧化碳重整反应的催化性能

通过软模板法合成了SBA-16分子筛,采用高温氨气氮化的方法使有序介孔硅材料中的氧原子部分被氮原子取代,得到氮化的SBA-16载体(SBA-16-N)。采用满孔浸渍法制备了镍基催化剂,并将制得的Ni/SBA-16和Ni/SBA-16-N催化剂用于甲烷二氧化碳重整反应。通过透射电镜、氮气物理吸附、X射线衍射、X射线光电子能谱和二氧化碳程序升温脱附等手段研究了载体和催化剂的结构,并利用热重分析对反应之后回收催化剂进行了表征。结果表明,高温氮化后的分子筛中掺入了氮元素,增加了载体的碱性,改善了载体对反应气体的吸附活化能力,增强了载体与金属之间的相互作用,从而提高了催化剂的活性和抗积炭性能。     

Study on the Reaction Mechanism for Carbon Dioxide Reforming of Methane over supported Nickel Catalyst

The adsorption and dissociation of methane and carbon dioxide for reforming on nickel catalyst were extensively investigated by TPSR and TPD experiments. It showed that the decomposition of methane results in the formation of at least three kinds of surface carbon species on supported nickel catalyst, while CO2 adsorbed on the catalyst weakly and only existed in one kind of adsorption state. Then the mechanism of interaction between the species dissociated from CH4 and CO2 during reforming was proposed.     

不同方法制备的Ni／ZrO2-CeO2-Al2O3催化剂对CH4-CO2重整反应的催化性能

 采用水热合成法、溶胶凝胶法和共沉淀－负载法制备了相同NiO含量的Ni／ZrO2－CeO2－Al2O3催化剂，考察了它们在CH4－CO2重整反应中的催化性能及稳定性，测定了积碳量．用CO2程序升温脱附方法测试了它们的CO2吸附性能，用H2程序升温脱附方法测试了表面Ni的分散度．结果表明，随温度升高，CH4和CO2转化率降低的顺序是：溶胶凝胶法≈共沉淀－负载法＞水热合成法，并且反应产物中n（CO）／n（H2）比随温度升高而降低．水热法和共沉淀－负载法制备的催化剂稳定性好，且前者的活性比后者高；溶胶凝胶法制得的催化剂活性较高，但易失活．积碳量大小顺序是：水热法＞溶胶凝胶法＞共沉淀－负载法．与其他方法制备的催化剂相比，水热法制备的催化剂对CO2的吸附量更大，\r\n而且积碳主要存在于载体上，从而保证了催化剂的稳定性．     

用不同前驱体制备的Co/SiO2催化剂的结构及其CO2/CH4重整反应性能

 分别采用硝酸钴、醋酸钴、硫酸钴和氯化钴为前驱体制备了Co／SiO2催化剂,用XRD,TPR,SEM和H2－TPD等实验技术考察了钴盐前驱体对催化剂结构和二氧化碳重整甲烷反应性能的影响,重点考察了硝酸钴和醋酸钴的作用．结果表明,由醋酸钴制备的Co／SiO2催化剂有最佳的催化活性和稳定性,它在钴物种的存在状态、金属－载体相互作用、钴金属晶粒度及抗烧结、抗积炭能力等方面,均与由硝酸钴制备的Co／SiO2催化剂存在显著的差别．Co／SiO2催化剂的反应活性和稳定性分别与其金属分散度和抗烧结、抗积炭能力密切相关．     

Studies on the Adsorption and Dissociation of Methane and Carbon Dioxide on Nickel

The adsorption and dissociation of methane and carbon dioxide for reforming on nickel catalysts were extensively investigated by TPSR, TPD, XPS and pulse reaction methods. These studies showed that the decomposition of methane results in the formation of at least three kinds of surface carbon species on supported nickel catalysts. Carbidic Cα, carbonaceous Cβ and carbidic clusters Cγ surface carbon species formed by the decomposition of methane demonstrated different surface mobility, thermal stability and reactivity. Carbidic Cα is a very active and important intermediate in carbon dioxide reforming with methane, and the carbidic clusters Cγ species might be the precursor of surface carbon deposition. The partially dehydrogenated Cβ species can react with H2 or CO2 to form CH4 or CO. On the other hand, it was proven that CO2 can be weakly adsorbed on supported nickel catalysts, and only one kind of CO2 adsorption state is formed. The interaction mechanism between the species dissociated from CH4 and CO2 during reforming was then hypothesized.     

Syngas Production by Methane Reforming with Carbon Dioxide on Noble Metal Catalysts

A series of noble metal catalysts (Ru, Rh, Ir, Pt, and Pd) supported on alumina-stabilized magnesia (Spinel) were used to produce syngas by methane reforming with carbon dioxide. The synthesized catalysts were characterized using BET, TPR, TPO, TPH, and H2S chemisorption techniques. The activity results showed high activity and stability for the Ru and Rh catalysts. The TPO and TPH analyses indicated that the main reason for lower activity and stability of the Pd catalyst was the formation of the less reactive deposited carbon and sintering of the catalyst.     

Studies on the Adsorption and Dissociation of Methane and Carbon Dioxide on Nickel Catalysts

The adsorption and dissociation of methane and carbon dioxide for reforming on nickel catalysts were extensively investigated by TPSR, TPD, XPS and pulse reaction methods. These studies showed that the decomposition of methane results in the formation of at least three kinds of surface carbon species on supported nickel catalysts. Carbidic Cα, carbonaceous Cβ and carbidic clusters C-γ surface carbon species formed by the decomposition of methane demonstrated different surface mobility, thermal stability and reactivity. Carbidic Cα is a very active and important intermediate in carbon dioxide reforming with methane, and the carbidic clusters Cγ species might be the precursor of surface carbon deposition. The partially dehydrogenated Cβ species can react with H2 or CO2 to form CH4 or CO. On the other hand, it was proven that CO2 can be weakly adsorbed on supported nickel catalysts, and only one kind of CO2 adsorption state is formed. The interaction mechanism between the species dissociated from CH4     

甲烷二氧化碳转化制备富含一氧化碳合成气

研究了甲烷二氧化碳转化反应的热力学特性,计算了反应平衡常数及平衡组成,分析和确定了抑制积碳的生成条件,采用固定床流动和脉冲反应装置研究了Ni/Al_2O_3催化剂对甲烷二氧化碳转化的催化性能。     

冷等离子体喷射流对甲烷二氧化碳重整用Ni/Al2O3催化剂的还原机制

采用理论计算与实验相结合的方法研究了常压冷等离子体喷射流还原Ni/Al2O3催化剂的机理.首先,在假设还原过程是H原子起主导作用的基础上,依据对冷等离子体喷射流的放电特性分析,计算得到H2的理论解离度和催化剂理论还原时间.其次,采用X射线衍射表征及活性评价的手段,考察了等离子体制得催化剂还原过程及实际还原时间.结果表明...     

甲烷与二氧化碳催化重整制取合成气催化剂

甲烷自然资源丰富,并且也可利用生物质通过发酵制备,而将甲烷与二氧化碳催化重整制取合成气是同时利用两种温室气体的一条有效途径,对清洁能源和环保具有重大意义。近年来,由于该方法与其他技术相比具有较大优势,催化剂、反应机理及一些非常规手段的研究引起了科学界广泛关注。本文概述了近几年来甲烷与二氧化碳催化重整催化剂的活性组分、载体、助催化剂、催化剂积炭行为及制备方法等研究新进展,归纳了影响催化剂抗积炭能力的因素,重点介绍了负载型双金属催化剂、复合氧化物催化剂、介孔型催化剂、金属氧化物载体的活性及稳定性,催化剂制备方法对催化活性和抗积炭能力的影响,催化剂抗积炭方法及等离子体技术的应用等研究,包括普遍认为反应主要受到表面氧原子、表面氢原子与催化剂表面活性位三者影响的反应机理,并展望了双金属催化剂、钙钛矿型催化剂、介孔型催化剂及等离子体协同催化技术的应用及催化机理的研究等发展前景。