甲烷-二氧化碳干重整反應不僅可以將兩種溫室氣體加以利用,并且所得產(chǎn)物中H₂/CO≤1,滿足工業(yè)上費托（Fischer-Tropsch）合成的要求。由于NiO-MgO催化劑中Ni的顆粒尺寸較小且表面具有堿性,因而,越來越受到關注。本論文主要針對NiO-MgO催化劑在甲烷-二氧化碳干重整中的反應機理以及催化活性展開研究。通過原位漫發(fā)射紅外光譜（DRIFTS）和密度泛函理論（DFT）計算對Ni O-MgO催化劑在甲烷-二氧化碳干重整反應中的機理,尤其是CO₂活化形式進行研究。結果表明,對于產(chǎn)物CO的形成,氣相CO₂與CH₄裂解產(chǎn)物C直接反應生成CO,即Eley-Rideal（E-R）型機理,是主要的反應路徑。同時,另一反應路徑是,單齒型碳酸鹽作為MgO表面活性吸附態(tài)CO₂物種,與CH₄在活性組分Ni表面裂解產(chǎn)生并溢流到載體表面的解離H發(fā)生氫解作用形成產(chǎn)物CO。采用溶劑熱法制備了具有特殊MgO（111）晶面和氧化還原型助劑添加的M-NiMgO（111）（M=Ce、... 

【文章來源】：天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 文獻綜述
    1.1 引言
    1.2 CH_4-CO_2干重整催化劑研究進展
        1.2.1 活性組分
        1.2.2 載體
        1.2.3 助劑
    1.3 CH_4-CO_2干重整反應機理研究進展
    1.4 NiO-MgO體系研究進展
    1.5 研究內(nèi)容
第2章 實驗部分
    2.1 實驗試劑
    2.2 實驗裝置及活性測定
    2.3 產(chǎn)物分析
    2.4 催化劑的制備
        2.4.1 NiO-MgO催化劑的制備
        2.4.2 M-Ni_XMg_(1-X)O(111)催化劑的制備
    2.5 催化劑的表征
        2.5.1 傅里葉變換原位紅外吸收光譜(insituDRIFTS)
        2.5.2 場發(fā)射透射電子顯微鏡(TEM)
        2.5.3 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.5.4 X-射線衍射光譜(XRD)
        2.5.5 X-射線光電子能譜(XPS)
        2.5.6 H_2-程序升溫還原(H_2-TPR)
        2.5.7 CO_2-程序升溫脫附(CO_2-TPD)
        2.5.8 熱重分析(TG)
        2.5.9 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)
        2.5.10 N_2吸-脫附等溫線
    2.6 計算方法
第3章 NiO-MgO催化甲烷干重整反應機理原位紅外研究
    3.1 引言
    3.2 CO_2在NiO-MgO及載體MgO上的吸附
    3.3 CO_2、CH_4及混合氣在NiO-MgO表面吸附反應
    3.4 CO_2與裂解產(chǎn)物(H、CHX)在NiO-MgO表面的反應
        3.4.1 CO_2與裂解產(chǎn)物H的反應
        3.4.2 CO_2與裂解產(chǎn)物CH_X的反應
    3.5 小結
第4章 NiO-MgO催化甲烷干重整反應機理DFT模擬研究
    4.1 引言
    4.2 表面模型的建立
    4.3 計算框架
        4.3.1 CH_4分解
        4.3.2 CO_2裂解
        4.3.3 C氧化
        4.3.4 CO_2氫化分解
    4.4 小結
第5章 M-Ni_XMg_(1-X)O(111)催化甲烷干重整性能研究
    5.1 引言
    5.2 M-Ni_XMg_(1-X)O(111)催化甲烷干重整
        5.2.1 前驅體Ni_(0.1)Mg_(0.9)(OCH_3)(OH)表征分析
        5.2.2 M-NiMgO(111)形貌特征
        5.2.3 M-NiMgO(111)活性評價
        5.2.4 M-NiMgO(111)表征分析
        5.2.5 Ce_(0.01)/Zr_(0.01)-NiMgO(111)穩(wěn)定性
    5.3 小結
第6章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 研究展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
    發(fā)表論文
    參加科研項目
致謝



本文編號：3166633