三功能策略设计制备具有优异低温抗积碳性能的Ni-CeO2@SiO2催化剂催化甲烷干重整反应

随着全球人为温室气体排放量(主要是甲烷和二氧化碳)的增加,全球变暖的趋势逐渐增加,因此,迫切需要通过各种技术来捕获和利用这些温室气体.甲烷干气重整反应(DRM)可以有效地将甲烷和二氧化碳这两种资源丰富、价格低廉的温室气体转化为高附加值化学品,减少它们向大气排放.尽管DRM工艺的应用具有许多优势,但是反应期间碳沉积和活性组分的烧结是阻碍其工业应用的两个主要原因.这些碳沉积物可能覆盖活性中心或阻塞催化剂的孔道,从而导致催化剂活性降低.镍基催化剂因其价格低廉、初始活性高和资源丰富而得到广泛的应用.但应用于DRM反应的Ni基催化剂在反应中容易烧结和积碳,导致催化剂迅速失活.为解决上述问题,本文从三功能策略角度出发,即SiO2壳层的限域作用和Ni-Ce之间的协同作用以及CeO2的消除积碳作用,采用原位一锅法设计合成了一种限域型Ni-CeO2核壳结构催化剂(Ni-CeO2@SiO2).通过X射线衍射、透射电子显微镜、能量色散X射线光谱、N2吸附/脱附、氢气程序升温还原和脱附、氧气程序升温脱附、拉曼光谱、热重分析和原位漫反射红外傅里叶变换光谱测试对催化剂进行了系统的表征,来揭示催化剂的理化性质和反应机理.催化剂应用于甲烷干气重整反应结果表明,在温度区间为550～800℃时,与传统浸渍法合成的催化剂相比,Ni-CeO2@SiO2催化剂具有更高的活性.高温800℃下的稳定性测试结果显示,传统浸渍法合成的催化剂在反应20 h后就出现了大量的积碳且活性下降明显;而Ni-CeO2@SiO2催化剂在800℃下反应100 h后未检测到积碳,并且催化剂中的Ni纳米颗粒的平均粒径从5.01 nm仅增长到5.77 nm,表现出很好的高温抗积碳和耐烧结性能.值得注意的是,Ni-CeO2@SiO2催化剂在低温600℃(形成碳沉积的最可能温度区域)下反应20h后也未检测到积碳的形成,表现出催化剂良好的低温稳定性和抗积碳性能.这可能归因于对Ni-CeO2@SiO2催化剂的三功能作用,即多孔二氧化硅壳层的限域作用、Ni与CeO2之间强的金属-金属氧化物相互作用以及具有丰富活性氧物种CeO2的消除积碳的作用.通过原位漫反射红外傅里叶变换光谱测试来探究反应机理.结果 表明,DRM反应在Ni-CeO2@SiO2催化剂上遵循L-H机理,添加CeO2可以消除碳沉积并促进CO2活化.该三功能策略为设计其他应用于DRM的高性能催化剂提供了指导,有望加快该工艺的工业化.     

基于局域波法的非线性系统模态参数识别研究

研究基于局域波分析的非线性系统模态参数识别方法.首先在非线性系统响应局域波分解的基础上得到了等效线性系统,然后通过Hilbert变换识别系统的瞬时固有频率和瞬时阻尼系数.针对非线性转子系统的模态参数测试识别问题,提出测取转子系统在降速过程非稳定运行工况下的振动响应,并应用提出的模态参数识别方法来识别转子系统的瞬时固有频...     

美国金融监管改革效果不彰

全球金融危机爆发三年以来,在美国政府花大把纳税人的钱进行大力救助下,造成世纪金融大危机的美国大型金融机构已经恢复元气,而政府却由此背上沉重债务,救助成本转移到纳税人身上。而近年来,美国政府虽然采取了一系列金融监管改革措施,但总体来看,都是“高高举起,轻轻放下”,     

多孔介质太阳能吸热器的非稳态传热

为了研究塔式太阳能多孔介质吸热器的非稳态传热特性,建立了该吸热器的非稳态传热模型,通过最小二乘拟合提出适合该类型吸热器多孔介质的体积对流换热系数模型,采用数值方法求解,分别分析典型的非稳态无量纲温度场以及平均颗粒直径、孔隙率、厚度与入口空气速度对非稳态无量纲温度场的影响.结果表明:为了减小吸热器的热应力破坏,相关参数选...     

导线控制贯通误差估算方法的讨论

用导线网作为隧洞地面平面控制网,可采用三种不同的方法估算横向贯通误差。本文首先对三种方法做了详细说明,然后结合实例通过比较结果,再综合分析,归纳出结论,供同行参考。     

具有Holling Ⅲ类功能反应捕食者食脉冲系统正周期解的存在性

利用重合度理论中的连续性定理研究一类具有Holling Ⅲ类功能反应捕食者食脉冲系统正周期解的存在性, 建立了存在正周期解的充分条件, 推广 并改进了已有的相关结果.     

一种不确定区域间的方向关系模型

基于区间值及其运算性质给出了不确定区域间方向关系的表示及推理方法. 该方法不同于基于经典模糊集及其截集的方向关系模型, 利用区间值方向关系矩阵分析不确定区域间方向关系的隶属程度, 将不确定区域间的方向关系划分为不确定区域与不确定区域间的方向关系、 不确定区域与分明区域间的方向关系、 分明区域与不确定区域间的方向关系、 分明区域与分明区域的方向关系4种类型. 将分明区域作为不确定区域的特例统一处理.     

破片撞击起爆柱面带壳装药的临界速度修正判据

为获得适用于柱面带壳装药的冲击起爆修正判据,以Picatinny工程判据为基础加入修正项进行修正。采用AUTODYN-3D软件对破片撞击柱面带钢壳的B炸药进行数值计算,获得了破片入射角、装药曲率半径对炸药临界起爆速度的影响规律;通过拟合得到修正项表达式,建立了考虑破片入射角、柱壳装药形状函数的炸药起爆临界速度修正判据。判据计算值与实验数据和数值计算值吻合较好,该判据能较好的预测柱形带壳装药的冲击起爆条件。     

L2(R)的子空间仿射伪框架

引进广义多分辨结构与子空间伪框架的概念.给出Paley-Wiener子空间的广义多分辨结构的构造.类似于S.Mallat的金字塔算法,建立了广义多分辩结构的塔式分解格式.得到塔式分解格式存在的条件.由此得到L2(R)中的函数的仿射框架展式.     

Pichia pastoris发酵表达重组人复合α干扰素

在Pichia pastoris表达系统中,研究了甘油补料周期、甲醇流加策略和诱导pH对cIFN表达的影响,优化后的发酵条件是:甘油补料周期为4 h,诱导pH为5.0,基于在线甲醇检测维持甲醇浓度不超过5 g/L。培养96 h后,最大细胞干重、cIFN的表达量和生物活性分别达到168 g/L、1.24 g/L和5.4×107U/mL。