發(fā)布時間：2018-07-08 10:37

  本文選題：甲烷二氧化碳重整 + 雙金屬催化劑�。� 參考：《北京化工大學》2017年碩士論文

【摘要】：以甲烷二氧化碳干重整為手段進行甲烷間接轉(zhuǎn)化,因兼具環(huán)境保護、解決能源問題以及資源綜合利用的多重意義而備受關(guān)注。近年來Ni-Co雙金屬甲烷二氧化碳重整催化劑憑借其可調(diào)變的電子和幾何結(jié)構(gòu)、雙金屬之間的協(xié)同作用以及金屬合金的生成等優(yōu)勢成為研究熱點。本論文以提高催化劑的活性為前提,進一步減少催化劑的積碳量。主要對比了單雙金屬催化劑之間的不同、不同質(zhì)量分數(shù)和不同種類助劑的影響,并對催化劑的制備方法進行了改進。本論文首先應用兩步水熱法得到催化劑。對比Ni-Co雙金屬催化劑與單金屬催化劑的性能發(fā)現(xiàn),前者的甲烷轉(zhuǎn)化率高達91.14%。通過XRD表征發(fā)現(xiàn),該催化劑的優(yōu)勢在于各組分分散度較高且粒徑較小;BET表征表明,較大的比表面積有助于原料氣在催化劑上的吸附和活化;SEM掃面電鏡照片顯示,雙金屬催化劑具有更規(guī)則的立體形貌,Co的添加對催化劑的生長有一定的導向作用;通過H2-TPR表征發(fā)現(xiàn),Ni-Co雙金屬催化劑的還原峰向低溫區(qū)移動并顯示出更合適的不同形態(tài)的鎳的比例,因此具有更好的還原性能;通過TG-DTA表征得到,兩步水熱法制備的催化劑積碳情況均較為嚴重。添加不同含量和不同種類的助劑對催化劑進行改性,結(jié)果表明,該方法制備的雙金屬催化劑中助劑的最佳負載量為10%,同時發(fā)現(xiàn),助劑La2O3、CeO2、CaO可以不同程度的提高催化劑的性能,是較為理想的助劑,而K2O、MgO不適合作為該催化劑的助劑。其次,本論文對催化劑的制備方法進行了改進,采用改進水熱浸漬法制備催化劑。活性評價和熱重的表征結(jié)果表明,兩種方法制備的催化劑具有相接近的活性,但前者具有更好的抗積碳性能,其表面碳的沉積量較后者減少36%;通過BET表征發(fā)現(xiàn),水熱浸漬法制備的催化劑具有高達223.367m2/g的表面積,較后者高53%;最后,對不同形式的活性組分負載形式和負載量進行對比,通過BET、TPR、TG等表征證明硝酸鎳比氫氧化鎳更適合進行負載,而最佳的活性組分的負載量為10%。
[Abstract]:The indirect conversion of methane by dry reforming of methane with carbon dioxide has attracted much attention because of its environmental protection, energy problems and the multiple significance of comprehensive utilization of resources. In recent years, Ni-Co bimetallic methane carbon dioxide reforming catalyst has become a research hotspot due to its adjustable electronic and geometric structure, the synergy between bimetallic metals and the formation of metal alloys. In this paper, the catalyst activity is improved, and the amount of catalyst carbon is further reduced. The effects of different monobimetallic catalysts, different mass fraction and different kinds of auxiliaries were compared, and the preparation method of the catalysts was improved. In this paper, a two-step hydrothermal method was used to obtain the catalyst. Compared with Ni-Co bimetallic catalyst and monometallic catalyst, the methane conversion of the former reached 91.14%. It was found by XRD that the advantages of the catalyst were higher dispersion of each component and smaller particle size. It was found that the larger specific surface area was helpful to the adsorption of the raw gas on the catalyst and the SEM scanning electron microscopy (SEM) photos of the activation of the catalyst. The addition of bimetallic catalyst has a more regular stereomorphology and Co has a certain guiding effect on the growth of the catalyst. It was found by H2-TPR that the reduction peak of Ni-Co bimetallic catalyst shifted to the low temperature region and showed a more suitable ratio of different forms of nickel, so it had better reduction performance, and obtained by TG-DTA characterization, the reduction peak of Ni-Co bimetallic catalyst shifted to low temperature region and showed more suitable ratio of different forms of nickel. The carbon deposition of the catalysts prepared by two-step hydrothermal method is serious. The catalyst was modified by adding different contents and different kinds of additives. The results showed that the optimum loading amount of promoter in the bimetallic catalyst was 10. At the same time, it was found that the promoter La _ 2O _ 3H _ 2O _ 2CaO _ (2) could improve the performance of the catalyst in varying degrees. K _ 2O _ 2 MgO is not suitable for this catalyst. Secondly, the preparation method of the catalyst was improved, and the modified hydrothermal impregnation method was used to prepare the catalyst. The results of activity evaluation and thermogravimetric analysis showed that the catalysts prepared by the two methods had similar activity, but the former had better resistance to carbon deposition, and the amount of carbon deposited on the surface of the catalysts was 36% less than that of the latter. The catalyst prepared by hydrothermal impregnation method has a surface area of up to 53% higher than that of the latter. Finally, the loading forms and amounts of different active components are compared, and the results show that nickel nitrate is more suitable for loading than nickel hydroxide by BET-TPR-TG. The optimum active component load is 10.
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O643.36

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本文編號：2107157