發(fā)布時間：2020-12-30 21:30

　　CH4/CO2重整反應(yīng)是煤潔凈轉(zhuǎn)化的重要反應(yīng)之一，但是該反應(yīng)使用的Ni基催化劑容易積碳，制約其工業(yè)化應(yīng)用。積碳形成是一個復(fù)雜的過程，可概括為催化劑表面積碳的生成與消除共同作用的過程，若無法及時消除積碳，吸附碳就會在催化劑表面遷移并聚集，進而使催化劑失活。對于積碳的生成，目前研究普遍認為CH4解離是積碳的主要來源。對于積碳的消除，實驗和理論研究表明來自于CO2直接解離和H助解離產(chǎn)生的含氧中間體O和OH物種充當積碳的消除劑，能夠有效地消除積碳。因此，O和OH物種與吸附碳的反應(yīng)是積碳消除的關(guān)鍵步驟。金屬摻雜改性的Ni基雙金屬合金催化劑具有優(yōu)良的催化性能和強的抗積碳能力，其中，NiM（M=Co, Cu, Fe）合金是目前廣泛研究的非貴金屬雙金屬催化劑。反應(yīng)氣氛和溫度等會影響雙金屬合金催化劑中各活性組分的分布，改變催化劑的表面結(jié)構(gòu)，表面結(jié)構(gòu)的改變進而會影響重要中間體的吸附性質(zhì)、C與消碳物種O和OH的反應(yīng)以及催化劑的消碳性能。因此，本文采用密度泛函理論計算方法，結(jié)合已有的實驗表征結(jié)果，構(gòu)建了NiM均相和偏析的表面模型，深入探究第二活性組分金屬M的引入和NiM合金表面結(jié)構(gòu)對C，O，OH，CO和COH... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
4/CO₂重整反應(yīng)">    1.1 CH₄/CO₂重整反應(yīng)
    1.2 重整反應(yīng)中催化劑的積碳問題
        1.2.1 積碳的來源
        1.2.2 積碳的形態(tài)
    1.3 提高 Ni 基催化劑抗積碳性能的方法和策略
        1.3.1 控制反應(yīng)條件
        1.3.2 調(diào)控活性組分顆粒大小
        1.3.3 調(diào)節(jié)金屬-載體相互作用
        1.3.4 構(gòu)建金屬摻雜改性的合金結(jié)構(gòu)
    1.4 消除積碳的策略和方法
        1.4.1 O 和 OH 消碳的實驗研究
        1.4.2 O 和 OH 消碳的理論研究
    1.5 NiM（M=Co, Fe, Cu）合金催化劑催化活性和抗積碳性能的研究現(xiàn)狀
        1.5.1 NiM（M=Co, Fe, Cu）合金活性組分的實驗研究
        1.5.2 NiM（M=Co, Cu, Fe）合金的理論研究
        1.5.3 合金的偏析現(xiàn)象
        1.5.4 第二活性組分 M 的表面偏析對催化劑的催化活性和抗積碳性能的影響
    1.6 積碳消除研究中存在的問題
    1.7 本文的研究內(nèi)容、目的和意義
第二章 理論基礎(chǔ)
    2.1 密度泛函理論
    2.2 交換相關(guān)能簡介
        2.2.1 LDA 近似
        2.2.2 GGA 近似
        2.2.3 雜化泛函
        2.2.4 其它泛函近似
    2.3 贗勢方法
    2.4 過渡態(tài)理論
    2.5 VASP 軟件包
第三章 催化劑模型及計算方法
    3.1 引言
    3.2 單金屬催化劑模型
    3.3 計算方法
    3.4 模型層數(shù)及計算參數(shù)驗證
    3.5 NiM（M=Co, Fe, Cu）雙金屬 Ni 基合金催化劑模型
        3.5.1 NiM 均相模型
        3.5.2 NiM 偏析模型
    3.6 本章小結(jié)
第四章 NiM 合金表面結(jié)構(gòu)對 C+O（OH）消碳反應(yīng)相關(guān)物種吸附的影響
    4.1 引言
    4.2 單金屬 M（111）（M=Ni, Cu, Co）和 Fe（110）表面上消碳反應(yīng)相關(guān)物種的吸附
    4.3 NiM 合金表面上消碳反應(yīng)相關(guān)物種的吸附
        4.3.1 C 的吸附
        4.3.2 O 的吸附
        4.3.3 OH 的吸附
        4.3.4 CO 的吸附
        4.3.5 COH 的吸附
    4.4 NiM 合金結(jié)構(gòu)對 C, O, OH, CO 和 COH 物種吸附的影響
第五章 NiM 合金活性組分及其表面結(jié)構(gòu)對 C+O（OH）消碳反應(yīng)的影響
    5.1 引言
    5.2 C/O（OH）的共吸附
        5.2.1 單金屬 M（111）（M=Ni, Cu, Co）和 Fe（110）表面
        5.2.2 合金 NiCo（111）表面
        5.2.3 合金 NiFe（111）表面
        5.2.4 合金 NiCu（111）表面
    5.3 單金屬 M（111）（M=Ni, Cu, Co）和 Fe（110）表面上的 C+O（OH）反應(yīng)
    5.4 NiM 表面結(jié)構(gòu)對 C+O（OH）反應(yīng)的影響
        5.4.1 NiCo（111）表面上的 C+O（OH）反應(yīng)
        5.4.2 NiFe（111）表面上的 C+O（OH）反應(yīng)
        5.4.3 NiCu（111）表面上的 C+O（OH）反應(yīng)
        5.4.4 NiM 合金結(jié)構(gòu)對 C+O（OH）消碳性能影響的分析
    5.5 反應(yīng)溫度對 C+O（OH）消碳性能的影響
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 工作不足與建議
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2948330