世界化石燃料資源的日漸枯竭及其使用引起的環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重,使得人們必須盡快尋找可替代化石燃料的新能源。氫氣作為一種清潔的二次能源,被認(rèn)為是最有前景的替代能源和清潔燃料之一。甲烷催化裂解制氫因其工藝過程簡單,產(chǎn)物不含碳氧化合物等特點(diǎn)得到了很大關(guān)注。催化劑活性和反應(yīng)條件是影響甲烷催化裂解反應(yīng)產(chǎn)氫量及碳產(chǎn)物結(jié)構(gòu)形貌的主要因素。因此,高效催化劑的制備,適宜反應(yīng)條件的選定對甲烷催化裂解制氫反應(yīng)的應(yīng)用具有很重要的意義。本論文選用鎳基催化劑,分別研究了添加不同金屬助劑、不同金屬負(fù)載量、不同催化組分前驅(qū)體以及不同反應(yīng)條件對催化劑性能的影響,此外,對甲烷催化裂解制氫反應(yīng)動力學(xué)進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)容及結(jié)果分為以下幾方面:1.M-Ni/Al₂O₃催化劑甲烷催化裂解性能研究。以γ-Al₂O₃為載體,通過浸漬法制備了添加不同金屬助劑(M=Cu、Mn、Pd、Co、Zn、Fe、Mg)的5 wt%M-60 wt%Ni/Al₂O₃催化劑,一定反應(yīng)條件下,在固定床反應(yīng)器中考察甲烷催化裂...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 課題研究背景
        1.1.1 氫氣的應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.1.2 氫氣的制備
        1.1.3 甲烷催化裂解制氫簡述
    1.2 甲烷催化裂解過程及反應(yīng)機(jī)理
    1.3 甲烷催化裂解催化劑類型
        1.3.1 根據(jù)金屬組分分類
        1.3.2 根據(jù)載體差異分類
    1.4 催化劑制備方法
    1.5 催化劑性能的影響因素
        1.5.1 金屬活性組分及其負(fù)載量對催化劑性能的影響
        1.5.2 金屬助劑對催化劑性能的影響
        1.5.3 載體類型對催化劑特性的影響
        1.5.4 催化劑制備過程對其活性的影響
        1.5.5 反應(yīng)條件對催化性能的影響
    1.6 催化劑及碳產(chǎn)物的測試表征手段
    1.7 甲烷催化裂解催化劑的失活與再生
    1.8 論文選題思路
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 催化劑制備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 催化劑制備
        2.2.1 M-Ni/Al₂O₃ 催化劑的制備
        2.2.2 Ni-Mn-Ru催化劑的制備
    2.3 實(shí)驗(yàn)裝置
        2.3.1 甲烷催化裂解催化劑評價裝置
        2.3.2 甲烷催化裂解動力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置
    2.4 催化劑的結(jié)構(gòu)性能分析
        2.4.1 BET
        2.4.2 H₂-TPR
        2.4.3 XRD
        2.4.4 SEM
        2.4.5 ICP
        2.4.6 TG
        2.4.7 Raman
第3章 M-Ni/Al₂O₃ 催化劑甲烷催化裂解性能研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)方法
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 催化劑的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分析
        3.2.2 催化劑甲烷催化裂解活性評價
        3.2.3 甲烷催化裂解反應(yīng)后的催化劑與積碳分析
    3.3 小結(jié)
第4章 Ni-Mn-Ru催化劑甲烷催化裂解性能研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)方法
    4.2 結(jié)果與分析
        4.2.1 催化劑表面結(jié)構(gòu)分析
        4.2.2 催化劑甲烷催化裂解活性評價
        4.2.3 甲烷催化裂解反應(yīng)后的催化劑與積碳分析
    4.3 小結(jié)
第5章 甲烷催化裂解反應(yīng)機(jī)理探究
    5.1 實(shí)驗(yàn)方法
    5.2 甲烷裂解熱動力學(xué)計算方法
        5.2.1 甲烷催化裂解制氫動力學(xué)參數(shù)計算方法
        5.2.2 催化劑失活動力學(xué)參數(shù)計算方法
    5.3 結(jié)果與分析
        5.3.1 催化劑作用下的甲烷分解制氫動力學(xué)參數(shù)計算
        5.3.2 催化劑失活動力學(xué)參數(shù)計算
        5.3.3 反應(yīng)過程中C₂H₂ 的產(chǎn)生
    5.4 小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果及所獲榮譽(yù)
致謝



本文編號：3812117