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Co雙金屬催化劑在甲烷二氧化碳重整反應(yīng)中的應(yīng)用.pdf 全文免費(fèi)在線閱讀

發(fā)布時(shí)間:2016-12-17 21:51

  本文關(guān)鍵詞:Ni-Co雙金屬催化劑在甲烷二氧化碳重整反應(yīng)中的應(yīng)用,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


網(wǎng)友12344近日為您收集整理了關(guān)于Ni-Co雙金屬催化劑在甲烷二氧化碳重整反應(yīng)中的應(yīng)用的文檔,希望對(duì)您的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。以下是文檔介紹:聲明本人鄭重聲明:所呈交的學(xué)位論文,是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下,獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,本論文不包含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。論文作者簽名:!塑4堡壘魚(yú)日期:>口|℃.6.|o關(guān)于學(xué)位論文使用權(quán)的說(shuō)明本人完全了解太原理工大學(xué)有關(guān)保管、使用學(xué)位論文的規(guī)定,其中包括:①學(xué)校有權(quán)保管、并向有關(guān)部門(mén)送交學(xué)位論文的原件與復(fù)印件;②學(xué)校可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段復(fù)制并保存學(xué)位論文;③學(xué)?稍试S學(xué)位論文被查閱或借閱;④學(xué)?梢詫W(xué)術(shù)交流為目的,復(fù)制贈(zèng)送和交換學(xué)位論文;⑤學(xué)校可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容(保密學(xué)位論文在解密后遵守此規(guī)定)。簽名:盈生堡塹日期:泣查:笸:!岔導(dǎo)師簽名:日期:)口,虹∥.,≥萬(wàn)方數(shù)據(jù)太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文Ni.Co雙金屬催化劑在甲烷二氧化碳重整反應(yīng)中的應(yīng)用摘要甲烷二氧化碳重整反應(yīng)(CH4.C02重整)將甲烷和二氧化碳轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ)化工原料合成氣(H2和CO),是實(shí)現(xiàn)天然氣有效利用、解決溫室氣體排放的重要途徑之一。同時(shí),CHa.C02重整熱化學(xué)儲(chǔ)能特性應(yīng)用于太陽(yáng)能的收集一存儲(chǔ).再利用的過(guò)程也受到廣泛關(guān)注。因此,甲烷二氧化碳重整反應(yīng)研究具有一定的的學(xué)術(shù)研究?jī)r(jià)值和潛在的應(yīng)用背景。甲烷二氧化碳重整反應(yīng)的技術(shù)關(guān)鍵是研制高效、抗積炭的催化劑。本文在對(duì)甲烷二氧化碳重整反應(yīng)機(jī)理認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,從CI-h和C02活化、積炭形成的結(jié)構(gòu)敏感性?xún)煞矫孀隽擞嘘P(guān)催化劑設(shè)計(jì)方面的理論分析。選擇Ni,Co為雙活性金屬組分,MgO為載體,一方面,期望Co作為第二種活性金屬引入的同時(shí),作為結(jié)構(gòu)助劑提高Ni的分散性,控制小金屬顆粒的形成;另一方面,利用雙金屬可調(diào)變的電子和幾何結(jié)構(gòu)促進(jìn)催化劑對(duì)CH4和C02的吸附活化;同時(shí),在Ni—Co/MgO體系中,通過(guò)NiO,CoO和MgO形成固溶體結(jié)構(gòu),以增強(qiáng)活性金屬與載體的相互作用,達(dá)到控制小金屬顆粒的形成以及阻止其燒結(jié)團(tuán)聚的目的,載體MgO可強(qiáng)化催化劑C02吸附能力,提高CO:消炭能力;從而得到高效、抗積炭性能良好的重整催化劑。本文采用分步浸漬法制各了Ni.Co/MgO雙金屬催化劑,研究了其物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì),考察了雙金屬催化劑的甲烷二氧化碳重整反應(yīng)性能,并將它的催化行為與單金屬催化劑進(jìn)行比較,分析了Co的加入對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)和T萬(wàn)方數(shù)據(jù)太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文催化性能的影響。其次,針對(duì)積炭反應(yīng)的結(jié)構(gòu)敏感性,以調(diào)控小活性金屬顆粒的形成和提高活性金屬顆粒的穩(wěn)定性為目的,對(duì)催化劑制備過(guò)程中關(guān)鍵影響因素進(jìn)行了重點(diǎn)考察,包括活性金屬浸漬方式、前驅(qū)體焙燒溫度、還原時(shí)間的影響,得到以下結(jié)果與結(jié)論:(1、)適量Co的引入可以提高Ni的分散性,控制活性金屬顆粒在10nln左右,提高活性金屬顆粒的穩(wěn)定性。Ni向Co轉(zhuǎn)移了電子,通過(guò)調(diào)變Ni—Co雙金屬的幾何和電子性質(zhì)可以提高催化劑的活性和抗積炭能力。(2)Ni/Co為4(原子比)的雙金屬催化劑2Co.8Ni由于其表面活性金屬顆粒良好的分散性和穩(wěn)定性,以及Ni.Co獨(dú)特的電子性質(zhì)而具有優(yōu)異的CH4.C02重整反應(yīng)催化性能;钚栽u(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)在直徑為13mm的不銹鋼管式反應(yīng)器中進(jìn)行,反應(yīng)條件為800oC,0.1MPa,催化劑用量為0.2g,空速為36000mL·g-1.h~,CH4和C02的轉(zhuǎn)化率分別為90%和95%,I-t2和CO收率分別為90%和92%,8h反應(yīng)后的積炭量?jī)H有1.5wt%。(3)浸漬方式是影響雙金屬催化劑結(jié)構(gòu)和性能的重要因素。先浸漬Co后浸漬Ni的分步浸漬法可以促進(jìn)兩種金屬的分散,有利于還原形成小金屬顆粒,從而提高催化劑的抗積炭能力。分析是因?yàn)橄确稚⒂谳d體表面的Co起到一定的占位限域作用而促進(jìn)了Ni的分散。(4)催化劑前驅(qū)體的焙燒溫度是影響活性金屬還原度與分散性的重要因素,期望可以通過(guò)適當(dāng)?shù)谋簾郎囟日{(diào)節(jié)金屬.載體相互作用,在滿(mǎn)足重整反應(yīng)活性需求的同時(shí),控制小金屬顆粒的形成及其穩(wěn)定性。結(jié)果表明:焙燒溫度高于700oC,催化劑比表面積顯著減小,反而不利于活性金屬的分散,同時(shí),隨著焙燒溫度的升高,活性金屬還原度減小,催化劑的活性顯著降低。TT萬(wàn)方數(shù)據(jù)太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文所以500oC是Ni.Co/MgO體系適宜的焙燒溫度。(5)催化劑的還原過(guò)程是活性金屬顆粒形成的重要過(guò)程。通過(guò)調(diào)控還原時(shí)間可以抑制催化劑表面活性金屬顆粒的團(tuán)聚以及積炭的生成;還原1h的催化劑表面活性金屬的分散性最好,由TEM圖觀測(cè)到超過(guò)80%的活性金屬晶粒粒徑小于10nl'ri,活性評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)表明,還原lh的雙金屬催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性和抗積炭能力,CH4和C02的轉(zhuǎn)化率分別為92%和97%。(6)基于雙氣頭煤基多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)CH4/C02重整反應(yīng)單元,考察了Ni.Co/MgO催化劑應(yīng)用于焦?fàn)t煤氣和氣化煤氣重整的催化性能。結(jié)果表明,在40小時(shí)催化劑穩(wěn)定性考察中,CH4和C02的轉(zhuǎn)化率分別為77%和96%,接***衡轉(zhuǎn)化率(CH4和C02的平衡轉(zhuǎn)化率分別為78.8%和97%)。關(guān)鍵詞:甲烷,二氧化碳,重整反應(yīng),Ni.co雙金屬萬(wàn)方數(shù)據(jù)太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文IV萬(wàn)方數(shù)據(jù)CARBOND10XIDEREFORMING0FMETHANE0VERNi.ATAIYSTABSlRACTCarbondioxidereformingofmethane(orC02reformingofmethane,CRM)providesanattractivewaynotonlytoutilizethesetwoabundantgreenhousegases,butalsototransformthesegasesintosyngaswithaloworadjustableH2/COratio,whichismorepreferablefortheFischer—Tropschprocessandmethanolsynthesis.Moreover,thermochemicalenergystoragepropertyofCI-h—C02reformingprocessintheimplementationofsolarenergycollection·-storage‘。munity.Therefore,carbondioxidereformingofmethanehasbroadapplicationprospectsandpotentialdevelopmentvalue.ThekeytechniqueofCRMprocessistodevelopacatalystwithhighactivityandcarbonresisitence.Inthispaper,thecatalystsweredesignedonthebasisofCRMreactionmechanism.WechoseMgOasthesupportandNi—ponents.Ni—Co/MgOcatalystswerepreparedby

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本文編號(hào):217544

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