一、丙烷部分氧化制渗碳气用高活性催化剂的研究(论文文献综述)
郭劲[1](2021)在《纳米镍负载的氧化铈基催化剂的制备及其在微管式SOFC上的应用研究》文中研究说明丙烷部分氧化重整是现代工业化最成熟的制氢方法之一,丙烷在高温催化剂的催化下能发生部分氧化重整反应产生以H2为主要成分的合成气。固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种能将存在于燃料或者生物质中的化学能直接转化为电能的全固态结构电池。由于部分氧化重整放热的特性能满足SOFC高温工作的需要,现阶段对丙烷部分氧化重整与固体氧化物燃料电池的耦合应用提出了新要求,也引发了科研工作者的研究热潮。Ni-Al2O3催化剂是报道最为普遍的非贵金属催化剂,但Ni负载型催化剂在反应过程中容易产生碳沉积,与SOFC长时间耦合联用时容易导致阳极材料失去活性而降低电池性能。为此,本文首先使用水热法合成法制备了CeO2载体,再用溶胶凝胶法制备了Ni-CeO2催化剂,最后用催化剂进行丙烷部分氧化重整测试,研究了制备方法、活性组分负载量和重整温度对催化性能的影响。结果表明,在使用溶胶凝胶法,镍负载量为10%,重整温度为600℃的条件下,催化重整性能最佳,氢气产率约为220μmol g-1cats-1。此外,对催化剂的重复使用性进行了探究,发现在600℃,空气氛围下,对催化剂进行煅烧,可除去催化剂上炭沉积,实现了催化剂的重复利用。热重分析表明,随着重整次数的增加,催化剂碳沉积的量在减少,放热峰有向高温方向移动的趋势,这可能是因为多次重整/煅烧过程中发生了碳物质之间的晶型转化。微管式固体氧化物燃料电池的NiO-YSZ阳极用挤压成型法制得,电解质(YSZ)、阴极隔离层(GDC)和阴极(LSCF)依次涂覆在阳极管外表面,并用扫描电子显微镜对电池截面和阳极内表面进行微观形貌分析。使用燃料电池测试系统对电池进行电化学反应测试,研究了工作温度和燃料流速对固体氧化物燃料电池性能的影响。结果表明,随着温度的增加,管式燃料电池的最大功率密度升高,阻抗减小,700℃时最大功率密度达到了0.67 W cm-2,最佳燃料流量在500sccm左右。此外,使用COMSOL MULTIPHSICS?软件建立一个包含燃料通道,阳极,阴极和电解质层的阳极支撑的微管固体氧化物燃料电池二维模型。通过对阳极燃料通道的模拟,发现阳极入口处H2含量最高,电化学反应最为活跃。通过对阳极通道电流密度的模拟,发现阳极集电器周围分布的电流密度最大,且电流密度的分布与电化学反应程度有一定关系。将Ni-CeO2催化剂与微管式SOFC耦合使用,700℃时,直接使用重整气作为燃料测得电池最大功率密度为0.57 W cm-2,大于同条件下使用20%H2的情况。同时,在长时间使用重整气测试的条件下,电池性能保持48h无明显衰减。对长时间使用后的SOFC阳极进行SEM分析,发现电池阳极从出口(Rc)到入口(Ra),阳极结构逐渐变得松散。此外,对阳极不同部位产生的碳沉积进行分析,沉积在入口和出口的碳是无定形碳,但沉积在阳极取电口处的碳为碳纤维。在不同的阳极取电情况下对电池的性能进行研究。阳极中间取电的效果远远大于入口取电,一方面是由于中间集流模式下的最长电流路径仅为入口集流和出口集流模式下电流路径的一半,另一方面是由于入口处大量的碳沉积可能也会对入口集流的效率产生影响。
田井清[2](2020)在《甲烷干重整催化剂的设计及其在工业尾气转化中的应用研究》文中认为近年来,在煤炭、石油和天然气等化石能源中,天然气消耗所占比重连创新高。甲烷作为天然气的主要成分,是一种重要的化工原料,具有储量大、价格低廉等优点。已有大量研究方法将甲烷直接转化为化学品,包括甲烷偶联制烯烃、甲烷脱氢芳构化制芳烃,以及甲烷直接氧化为甲醇等。遗憾的是这些直接转化途径中,经济性和高效性等方面的问题使得这些过程暂时达不到工业化的要求,使得甲烷的工业价值还没有得到充分的开发和利用。甲烷的间接转化具有较高的经济价值,可将甲烷先转化为合成气,再通过合成气平台如费托合成和甲醇合成,进一步制备所需化学品。其中,甲烷水汽重整制备合成气(SRM)已实现了工业化应用,然而反应水耗高、合成气的氢碳比高,且通过副反应水汽转换反应(RWGS)向环境中排放二氧化碳。甲烷部分氧化为合成气的技术(PO)则难以控制,且使用分子氧作为氧化剂有安全隐患。甲烷干重整反应(DRM)通过消耗二氧化碳来转化甲烷得到合成气,该反应不仅可以使用纯甲烷作为原料,也可以转化富含甲烷的气体,如煤炭间接液化的尾气、焦炉煤气等。由于二氧化碳的加入,相比于甲烷水汽重整工艺,还可以提升产物合成气中的碳含量,使其在资源高效综合利用、环境保护方面具有重大意义。甲烷和二氧化碳都是惰性小分子,由于热力学平衡限制,甲烷干重整反应需要在大于700℃的高温下进行才能获得高的转化率和选择性。Ni基催化剂是被广泛研究的甲烷干重整反应催化剂,高温下金属颗粒的烧结和催化剂的积碳是干重整反应失活的主要原因。本文从增强催化剂稳定性出发,做了以下工作:(1)我们首先合成了具有均匀开放直孔道结构的高比表面积的MCM-41材料,通过乙醇溶液辅助的浸渍法利用直型孔道的毛细作用将硝酸镍均匀浸渍到MCM-41直型孔道结构内,从而均匀负载Ni纳米粒子于MCM-41的内表面。该限域结构催化剂的Ni金属负载量为10 wt.%,XRD测试显示无明显的Ni衍射峰,表明Ni颗粒高度分散,TEM测试表明Ni颗粒大小为2 nm左右,Ni颗粒主要分布在MCM-41的孔道内。TPR表明该限域结构催化剂具有较高的还原温度,说明NiO与硅氧化物之间有较强的相互作用。在700℃下以45000 mL/g/h空速反应200 h后,催化剂的甲烷转化率没有明显下降(72%,接近该温度下的平衡转化率),H2/CO摩尔比维持在0.87左右。反应后催化剂的TEM结果显示,Ni颗粒平均粒径为3-4 nm,未见明显团聚,没有观察到Ni颗粒被碳包覆的现象。TGA和TPO等研究表明催化剂积碳速率低且形成的积碳易于气化。这种Ni限域于MCM-41直型孔道的催化剂具有优异的抗烧结和抗积碳性能。(2)我们利用简单的水油两相一锅法,将负载量高达4.9 wt.%和粒径约2nm的Ni纳米颗粒封装入SiO2微球中约4.3 nm孔径的孔道。利用TEOS水解产生的Si-O-Si前驱体与进入水相的二茂镍反应生成硅酸镍,水相中通过CTAC胶束的导向作用将Ni以Si-O-Ni的形式引入Si-O骨架。该催化剂实现了在700oC高温下对甲烷干重整反应长时间(200 h)的高活性和高稳定性,为开发高温抗烧结和抗积碳的高温限域金属催化剂的合成方法提供了新的思路。dTG曲线结合XRD、TEM和Raman表征结果,显示Ni/SiO2(IM)表面同时有无定形的碳和石墨化的碳,而Ni/SiO2(OP)催化剂表面仅有无定形的碳,无定型的碳易于CO2继续反应生成CO,从而使Ni/SiO2(OP)催化剂保持高的甲烷干重整反应活性。理论计算表明说明在Ni55团簇上C原子优先以单个原子的形式吸附,而不是聚合形成sp2杂化的C原子簇或者形成碳纳米管,即介孔限域条件下Ni表面不易积碳,这解释了我们的实验现象限域结构的Ni具有更好的抗高温的活性和稳定性。这种新发展的合成方法中,原位生成Ni-O-Si基团使得Ni纳米粒子被封装和限域在三维介孔SiO2内,阻止甲烷干重整反应条件下Ni纳米粒子的烧结和积碳。(3)在甲烷干重整制合成气的反应中,Ni基催化剂存在积碳导致严重失活的问题。这主要是因为C-H键解离导致的C*在催化剂表面的富集。而O*可以以CO的方式带走表面的C*,从而抑制催化剂积碳失活并且促进CH4的解离。而d带中心值可以一定程度上描述过渡金属对于O的吸附能力。我们首先使用理论计算得出其他金属M(M选自第ⅠB,ⅥB,ⅦB,Ⅷ,ⅢA,ⅣA族的元素,M=W,Mo,Ga,Sn,Re,In,Fe,Co,Rh,Pd,Ru,Cu,Ag,Au)部分取代Ni的Ni-M基合金的d带中心值,关联实验得出的甲烷平均转化率与d带中心值呈火山型曲线。由于NiIr的d带中心值处于火山型曲线的顶点附近,预测NiIr催化剂具有优异的催化干重整的性能。进一步对Ni和Ir的比例进行调整,选出最优的比例并研究NiIr/MgAl2O4催化剂的构效关系对于甲烷干重整和混合重整的影响。通过XRD、TGA、SEM、H2-TPR、TEM、TEM-mapping和EDX谱等表征,发现Ir的加入对Ni粒子的分散起促进作用并形成NiIr的合金,并且可以有效抑制反应过程中积碳的发生(积碳位点主要为Ni颗粒)。同时NiIr合金在反应过程中并未被积碳覆盖,保持了高活性与稳定性。将最优NiIr/MgAl2O4催化剂应用于煤制油尾气和焦炉煤气中CH4、CO2和H2O的混合重整,可得到氢碳比可调的合成气(氢碳比约为2)以适用于后续甲醇合成。不仅有利于大幅度的提高甲醇的收率(提高约50%),且极大地减少了压缩机的能耗。本篇工作以理论计算指导甲烷干重整反应催化剂的筛选和合成具有的科学意义,且反应结果具有广阔的工业应用前景。
钟炳伟[3](2014)在《纳米碳材料在气相反应中的催化性能和机理研究》文中研究表明纳米碳材料因其独特的物理化学性质,可以直接作为催化剂用于各类催化反应中,有望替代金属催化剂被广泛地应用到催化领域。研究表明,纳米碳材料的表面性质对其催化性能至关重要。本论文根据不同气相催化反应要求,调变纳米碳材料表面的结构和组成,设计并制备了具有不同表面缺陷、官能团或杂原子浓度的三类纳米碳材料催化剂,分别用于催化甲烷裂解、丙烯醛和丙烯醇选择氧化反应中,表现出较高的催化活性。结果如下:(1)通过改变焙烧温度成功地研制了具有不同石墨层厚度和表面缺陷数量的纳米金刚石催化剂。该催化剂在催化甲烷裂解反应中表现出良好的抗积碳能力和催化稳定性,并得到具有薄层石墨烯结构的副产物。研究了不同焙烧温度处理纳米金刚石的结构性质与其催化甲烷裂解性能之间的关系,确定反应活性中心是表面上不饱和石墨烯层边缘或石墨烯层上的空缺位。结合理论模拟和实验结果,进一步提出了甲烷裂解是一个多步骤的裂解过程。(2)结合浓硝酸和氧气处理的方法对纳米碳管表面进行选择性地含氧官能团化处理,同时对其表面性质进行了系统地表征,并作为催化剂应用到催化丙烯醛选择氧化反应中。研究表明,这种氧官能化处理能产生更多的表面活性氧,而且大幅度地提高了纳米碳管的催化活性。其中,最高的丙烯酸产率达到40.8%。通过系统地选择性调变纳米碳管的表面氧官能团种类,并对其进行催化性能测试,确定催化丙烯醛选择氧化反应的活性位是桥氧和内酯官能团,这一结果通过丙烯酸生成速率与活性氧含量之间良好的线性关系得到证实。结合动力学测试和催化性能结果,阐述了催化丙烯醛选择氧化反应路径,提出了可能的反应机理。(3)高效可控地合成不同氮含量的掺氮纳米碳管,并将其作为催化剂应用于丙烯醇选择氧化。结果显示,掺氮纳米碳管表现出比其他未掺杂碳材料更优异的催化活性。通过对其表面结构性质的分析,发现其优异催化活性与比表面积无关,主要与引入的氮原子相关,而且随表面氮含量的增加而提高。此外,着重研究了表面无序炭对其催化活性的影响,结果显示反应催化活性与样品的石墨化程度有关,而且得出石墨氮含量提高有利于反应的进行。结合催化性能结果、动力学测试和理论研究背景,指出石墨氮在丙烯醇反应中起着不可或缺的重要作用,并且提出了丙烯醇反应路径和可能的反应机理。
李秀东[4](2008)在《Zn/HZSM-5与Pt-Zn/HZSM-5催化剂上甲烷和丙烷混合烷烃的无氧芳构化研究》文中研究表明甲烷与较高碳链的烃在较温和的温度下共同活化转化成芳烃,为甲烷和天然气的直接利用提供了一个新的途径。本论文研究了Zn/HZSM-5和Pt-Zn/HZSM-5催化剂上甲烷在丙烷存在下的芳构化性能,利用TPD、TPSR、TPO、TPH、UV-Raman、13CH4示踪等技术考察了催化剂的物性及甲烷丙烷共活化芳构化反应中的行为,得到了以下结果。论文成功地在Zn/HZSM-5与Pt-Zn/HZSM-5上实现了甲烷和丙烷混合气体的无氧芳构化反应。在823K温度,空速为GHSV(C1+C3+N2)=750cm3g-1h-1,反应气的原料组成C1∶C3∶N2=10∶2∶1的条件下,在Zn/HZSM-5上甲烷转化率达到18.12%,丙烷转化率为92.37%,芳烃选择性为55.49%。在Pt-Zn/HZSM-5上甲烷转化率达到了21.49%,丙烷转化率为92.91%,芳烃选择性为79.44%。在Zn/HZSM-5和Pt-Zn/HZSM-5催化剂上进行的13CH4的示踪实验,证明在甲烷与丙烷的共反应过程中,甲烷确实被活化并参加了芳构化过程,且影响了丙烷芳构化反应的选择性。通过TPSR、TG、UV-Raman、TPO和TPH等考察甲烷丙烷在Zn/HZSM-5与Pt-Zn/HZSM-5催化剂上的芳构化反应的活化行为后。表明,要实现甲烷的无氧芳构化,需先在催化剂表面积累一定量含氢活性积碳,丙烷比甲烷更容易在催化剂表面积聚形成活性积碳,从而缩短诱导期。TPO结果证明在芳构化反应中,丙烷能产生更多的活性积碳,促进甲烷的活化。通过CH4和NH3-TPD等实验表明,在Zn/HZSM-5添加适量Pt,增加了催化剂的弱酸量,提高了催化剂对甲烷的脱氢能力,减少积碳,提高芳烃选择性。
冯伟梁[5](2007)在《丙烷氧化脱氢制丙烯和直接法制过氧化氢催化剂的制备及表征》文中研究指明低碳烷烃制取高附加值的烯烃和含氧衍生物是当前催化领域内最富挑战性的课题之一。由资源丰富的烷烃转化成需求量日益增长的烯烃,更是这一领域内的研究前沿。目前工业丙烯主要来自炼油厂流化床裂解和乙烯裂解,其收率均比较低,难以满足增长的需求;而丙烷非临氧条件下直接脱氢制丙烯的反应由于反应温度高、能耗大、催化剂易结焦失活等原因,使其在工业生产中受到很大限制。而近年来丙烷氧化脱氢制丙烯的反应,由于其在热力学上有利,可以避免直接脱氢反应中存在的许多问题,成为一个有巨大应用前景的研究课题。然而,由于其产物丙烯活泼性远高于原料丙烷,在临氧条件下,丙烯很容易进一步转化成深度氧化产物,导致反应的选择性不高,所以经过数十年的努力,仍然没有能够工业化的催化剂问世。因此,开发新的催化材料用于丙烷氧化脱氢反应,不论在理论研究还是在工业应用方面都有重要的价值。近年来具有规整孔道结构和较窄孔径分布的介孔分子筛材料作为催化载体,其优良的性能被催化界所广泛关注。在介孔分子筛上引入高分散金属氧化物活性组分后,人为调节其表面性质,有望成为高效的丙烷氧化脱氢制丙烯的新型催化剂。过氧化氢是一种重要的无机化工产品,近年来随着现代电子行业的发展和环保绿色化工的需求,这些行业对高纯度,无有机污染物的过氧化氢需求量不断增加。然而,现有工业蒽醌法制得的过氧化氢产品中含有残留的烷基蒽醌等有机杂质,极大地限制了成品过氧化氢的应用范围。目前工业需求的高纯度过氧化氢,需要在蒽醌法成品的基础上,进行蒸馏,离子交换,活化吸附,萃取等步骤处理,此方法工艺复杂,能耗巨大,限制了高浓度过氧化氢的大规模生产。为避免传统生产方法带来的有机溶剂污染问题,采用直接法生产过氧化氢是近年来人们一直积极探索的课题。国外研究发现,采用负载型贵金属催化剂,可由氢气氧气直接合成过氧化氢。此方法采用纯水为介质,无需净化去除有机杂质,因此是极具前途的生产工艺。与国外相比,直接法制过氧化氢在我国的研究还是空白,应此,开展直接法制过氧化氢的研究,极富挑战性且具有重大社会意义。本论文分两部分,第一部分研究了丙烷氧化脱氢制丙烯的课题,我们将新型钴基介孔分子筛催化剂以及传统氧化硅载体上钒钼二元高分散金属氧化物模型催化剂用于丙烷氧化脱氢制丙烯的研究;第二部分研究了直接法制过氧化氢的课题,我们既采用贵金属钯催化剂进行了氢氧法直接制过氧化氢,也采用了较温和条件下以一氧化碳,氧气,水为原料制过氧化氢。本论文在这两个课题基础上,通过催化剂的制备,表征以及反应活性的测试,对两元金属氧化物模型催化剂以及纳米金属催化剂在上述两个反应过程中催化反应本质进行了不同程度的探讨。本论文主要内容如下:一Co-SBA-15系列催化剂的制备及其丙烷氧化脱氢性能采用浸渍法制备Co-SBA-15系列催化剂(Co-SBA-15),用不同Co前驱体制备了相同Co含量的系列催化剂(Co20-SBA-15-x),以柠檬酸钴络合物为前驱体制备了一系列不同Co含量的系列催化剂(Cox-SBA-15),还用不同含量的P,Ti,Zr等助剂对Co-SBA-15催化剂进行了修饰。小角XRD和透射电镜结果表明,所制备的SBA-15具有典型的六方孔结构及规整的孔道,Co氧化物颗粒进入SBA-15孔道,Co的引入并没有破坏SBA-15的孔结构。随着Co负载量的提高,Co的分散性变差,不能很好的分散在载体表面。XPS,H2-TPR研究表明,催化剂中随着Co与载体相互作用的强弱差异,Co物种在催化剂表面分别以3种形式共存:团聚的Co3O4,与载体弱相互作用的CoO,与载体有强相互作用的硅酸钴。不同配体为前驱体制备的催化剂,其Co物种与载体作用按Cl-<H2O<柠檬酸<NH3的顺序由弱到强。随着Co负载量的增大,硅酸钴物种增多,Co与载体表面相互作用也逐渐变强。而加入助剂修饰后,Zr能使Co更好的分散在载体表面,Ti和P则使Co进一步形成CoTiO3与Co3(PO4)2物种,改变了Co与载体的作用强度,对催化活性也有影响。XRD的研究表明,催化剂表面Co主要以Co3O4形式存在,其颗粒粒径随负载量增大而增大,随前驱体配体变强而减小,导致Co分散度不同。此趋势也为TEM观察和XPS计算所证实。CO吸附红外研究表明,Co-柠檬酸配合物为前驱体制备的不同Co负载量的催化剂,与气相CO分子所形成的羰基钴红外振动波数略有不同,也预示着Co在载体表面不同的分散性和相互作用。用连续微反应装置考察活性结果表明,用Co-柠檬酸配合物为前驱体制得的Co-SBA-15催化剂具有最好的催化活性,当Co负载量为20wt%时,丙烷转化率和丙烯选择性达到最大值,此时(500℃,W=0.05 g,GHSV=72,000 L kg-1cat h-1,C3H8:O2:N2=1:1:8)丙烯收率为26.2%。而用不同组分修饰的催化剂活性测试表明,2wt%Zr修饰的催化剂活性好于Ti,P修饰以及未修饰的催化剂,主要原因是Zr的存在增加了Co的分散性,改变了Co与载体的相互作用,使之产生了较多的Co-载体弱相互作用物种。因此,可以认为,在制备Co-SBA-15催化剂用于丙烷氧化脱氢反应时,高活性,高选择性的催化剂,应使其具有较多的Co-载体弱相互作用物种,避免产生无活性的Co-载体强相互作用物种。二V-Mo二元金属氧化物模型催化剂的制备及其丙烷氧化脱氢性能用浸渍法制备了一系列不同V/Mo负载量的V-Mo-SiO2二元金属模型催化剂(VxMoySiO2)。按照V,Mo理论单层分散量的1/2,1,2倍调节负载量,并调整负载顺序,用作参比催化剂。H2-TPR结果表明,随着Mo的加入,因V-Mo间的相互作用而产生新的V-Mo-O物种,VOx的还原温度向低温方向移动。UV-RAMAN研究结果表明,在单层负载的Mo-SiO2表面,仅存在MoO6八面体物种以及Mo-O-Mo单层聚合物种。在单层负载的V-SiO2表面,仅观察到VO4四面体物种所具有的V=O振动峰,没有V2O5的特征峰存在。随着第二元金属组分的加入,780 cm-1位置的峰强度逐渐变大,预示着形成了新的V-O-Mo聚合物种。而水汽的存在对催化剂表面金属氧化物物种配位情况和几何构型也有影响。催化剂酸性一般对反应选择性有较大影响,NH3-TPD的研究表明,在固定单层Mo负载量的催化剂中,总体催化剂酸性较弱,随着V负载量的增加,酸强度略微减弱,而酸量增加。而丙烷脉冲实验研究了催化剂表面吸附氧和活性晶格氧的储量,吸附于催化剂表面的分子氧易把产物烯烃进一步氧化成深度氧化产物,而反应的高选择性转化则是通过催化剂内部晶格氧进行。通过脉冲测定,各为单层负载量的V-Mo-SiO2催化剂中活性晶格氧储量最大,与TPR预测结果一致。活性测试结果表明,相比单一组分的催化剂,V-Mo二元金属模型催化剂有更好的催化活性,当V和Mo的负载量分别达到理论单层分散值时,丙烯收率最大。这一结果证实,二元金属氧化物模型催化剂由于V-Mo间的协同相互作用产生的V-O-Mo聚合物,相比一元金属氧化物催化剂更有利于丙烷氧化脱氢反应。三纳米Pd催化剂在H2/O2直接法制过氧化氢中的应用研究采用了微波加热,氢气,水合肼,甲醛等还原手段,用浸渍法制备了一系列Pd/C催化剂,用于H2/O2直接法制过氧化氢中的应用研究。TEM测试结果表明,对采用不同还原法制备的催化剂,微波法制得的催化剂金属Pd颗粒较小,粒径均一,高度分散,催化活性较好。而采用其他还原方法制得的催化剂,Pd颗粒都有不同程度的团聚现象,易长大形成较大晶粒。对煤质,杏壳,椰壳等不同种类活性碳载体材料的物理化学特性,还采用BET,SEM,XRD等手段进行了表征。结果发现,由于载体本身具有不同的表面积和孔结构以及杂质含量,对催化活性有较大影响,其中采用椰壳活性碳载体作为载体得的Pd/C催化剂,有较好的反应活性。进一步研究催化剂的XRD测试结果,我们发现采用不同还原法所制得的催化剂,其暴露的Pd的各类晶面比例差别较大,且与催化活性紧密相关。为此,我们采用理论计算方法,获得了不同晶面不同Pd位置上H,O以及OH,H2O2的吸附能。结果表明,反应基团若在Pd(110)面上进行吸附反应,在能量上较为有利,此结果初步解释了不同还原方法对催化活性的差别。这一结果也对我们下一步工作有一定的指导意义。四纳米Cu催化剂的制备及其CO/O2/H2O直接法制过氧化氢性能为在较温和条件下进行直接法制过氧化氢研究,我们选取了CO/O2/H2O作为反应体系。我们采用浸渍法制备了一系列含有不同金属的负载型催化剂,并对它们进行了研究。通过不同反应条件的活性测试,我们发现Cu/Al2O3有较好的催化活性。在此基础上,对氧化铝载Cu基催化剂进行了进一步研究。XRD结果表明,不同负载量的采用KBH4还原的Cu/Al2O3系列催化剂,均观察到2θ值为43.3°和50.4°归属于Cu(100)及Cu(200)晶面的金属Cu特征衍射峰。所有样品中未出现CuO及Cu2O的衍射峰,表明样品中的Cu(Ⅱ)前驱体已被完全还原。随着铜负载量的增加,可观察到Cu(100)及Cu(200)晶面的衍射峰强度逐渐增强,表明催化剂表面形成了尺寸较大的金属铜纳米晶粒。通过N2O化学滴定所测得的金属铜表面数据及XRD结果,我们估算出各催化剂表面金属铜纳米晶粒的尺寸随Cu负载量的增加而变大,与TEM的观察结果相吻合。当Cu/Al2O3催化剂表面纳米金属铜平均粒径为15 nm左右时,有最高的H2O2生成速率,这一结果体现了在以CO/O2/H2)为原料直接合成H2O2反应中,Cu/Al2O3催化剂呈现出强烈的纳米尺寸效应。此外,我们还在反应中对铜基催化剂用量,原料气的分压,所使用的辅助酸,辅助溶剂等一系列影响反应活性的条件或参数进行了优化,结果发现,当使用1.0克催化剂,O2:CO为2 MPa:2 MPa,采用0.01 M硫酸,三小时反应,可获得最佳活性结果。在此基础上,丙酮等有机溶剂的加入,有利于稳定反应生成的H2O2,从而可获得更高浓度的H2O2溶液。
朱海欧[6](2005)在《重质烃氧化裂解制低碳烯烃和轻质油品的研究》文中研究表明本论文以正己烷、环己烷、苯、正癸烷、十氢萘和四氢萘为模型化合物,对其氧化裂解(化)制备低碳烯烃或轻质油品过程进行了研究,并与热裂解过程进行了对比,探讨氧存在下不同碳链结构原料烃的裂解机理。与外供热型强吸热热裂解反应相比,气相氧化裂解是一个内供热型放热反应,具有明显高于热裂解过程的烃转化率和原料处理能力以及较强的抗积炭能力。在正己烷、环己烷和苯的气相氧化裂解中,直链烷烃和环烷烃表现出相似的高的裂解活性,芳烃更容易发生生成CO的部分氧化反应。重质烃(正癸烷,十氢萘和四氢萘)的气相氧化裂解(化)过程可同时获得低碳烯烃和轻质油品。直链烷烃的氧化过程由于具有较高的裂解深度,比热裂解更适合制备轻质油品。十氢萘氧化过程中,高温气相氧化裂解反应得到的轻质油品富含BTX (苯,甲苯和二甲苯),而低温气相氧化裂化反应所得的油品富含烷基苯、烷基环己烷和支链烷烃,该油品有望具有较高的辛烷值;四氢萘分子,由于有共轭π键的存在,更容易发生脱氢反应,导致四氢萘分子的脱氢行为远高于十氢萘分子,其氧化裂解(化)过程所得的轻质油品中富含烷基苯和烷基萘。碳六混合烃和碳十混合烃的气相氧化裂解过程中,不同族组成烃之间的相互作用,提高了原料烃裂解深度,促进油品组份向低碳小分子的转化。在铂基催化剂存在时,向烃类氧化裂解过程添加氢气可大大降低产物中COx选择性,进而提高低碳烯烃选择性;合成气(H2/CO)可代替纯氢作为廉价氢源,并调节产物中氢气、CO和低碳烯烃之间的比例,使该过程可成为一条新颖的下游烯烃衍生工艺(如氢甲酰化)的原料路线。
胡蓉蓉[7](2005)在《金属修饰的负载型复合半导体的制备及光催化CO2和丙烷合成异丁烯醛的反应性能》文中研究表明二氧化碳和丙烷直接合成异丁烯醛在低碳烷烃和CO2资源利用及烃类氧化物合成方面具有重要的理论意义和应用价值。本论文将气-固光催化反应技术应用于这一反应体系,系统深入地研究了负载型金属修饰的复合半导体的设计和制备,以及固体材料的表面化学构造和能带结构与其吸光特性、化学吸附能力和光催化反应性能的关联。一、以工业SiO2载体为载体基质,采用分步浸渍-化学表面反应技术,成功地制得了比表面积大于200 m2/g,颗粒尺度约10nm的三种金属修饰的负载型复合半导体固体材料1%Cu/11.6%V2O5-11.1%TiO2/SiO2、1%Cu/17.2%MoO3-9.4%TiO2/SiO2和1%Cu/10.1%ZnO-10.1%TiO2/SiO2。通过制备过程的DTA-TG和TPR结果分析,得出了这三种固体材料的适宜制备工艺条件。二、XRD、Raman、IR和UV-Vis DRS技术的表征结果证明:Cu/V2O5-TiO2/SiO2、Cu/MoO3-TiO2/SiO2和Cu/ZnO-TiO2/SiO2三种固体材料的表面活性基元都均匀分散在SiO2载体的表面上,其中V2O5或MoO3或ZnO和TiO2均以微晶形式存在于SiO2内孔表面,金属Cu则以高度分散的状态均布于复合氧化物活性基元的表面上;且复合半导体氧化物中的V2O5或MoO3或ZnO既与TiO2发生了化学键联,形成了(V, Mo, Zn)-O-Ti键,也与载体SiO2表面形成了(V, Mo,Zn)-O-Si及Ti-O-Si的化学键;它们的表面组分活性基元由金属位Cu,Lewis酸位Ti4+和V5+或Mo2+或Zn2+,及Lewis碱位M=O的端氧或M1-O-M2的桥氧构成。二、紫外-可见光漫反射实验及利用Kubella-munk函数对材料禁带能隙Eg估值结果说明:负载型复合半导体材料中由于基元半导体组分粒径变小,导致其禁带能隙Eg值增大;基元组分间复合作用也引起其吸光强度增加。金属Cu引入复合半导体材料后,不仅增强了固体材料的光吸收强度,也使其吸光域明显地向可见光范围扩展。根据实验结果,我们得出了负载型组合活性基元Cu-V2O5-TiO2、Cu-MoO3-TiO2和Cu-ZnO-TiO2的能带结构及其Eg、Ec和Ev间的匹配关系,并由此探讨了它们对光生载流子的分离性能和与之相关的催化氧化还原反应能力。三、化学吸附-IR和TPD-MS实验结果表明,CO2分子在三种固体材料表面金属位Cu和Lewis酸位Tin+的协同作用下,主要形成CO2的卧式吸附态Cu-C(CO)→Tin+。其C=O键的活化程度为依次为:Cu/V2O5-TiO2/SiO2≥Cu/MoO3-TiO2/SiO2>Cu/ZnO-TiO2/SiO2。C3H8分子在三种固体材料Lewis碱位V=O或Mo=O或Zn-O-键的端氧上,可形成亚甲基氢的单位吸附态,或甲基氢
井强山[8](2005)在《流化床甲烷临氧CO2重整制合成气镍系催化剂研究》文中提出甲烷等低碳烷烃的催化转化制合成气是目前比较有应用前景的利用途径之一。甲烷临氧CO2重整制合成气反应是一个绿色工艺过程,不仅为天然气的合理利用及缓解温室气体排放提供了有效的解决途径,而且可以利用甲烷氧化反应所产生的热量以供给重整反应过程,实现了部分自热重整过程。流化床甲烷临氧CO2重整工艺不仅克服了传统固定床甲烷部分氧化反应中的催化剂床层过热和活性组分烧结问题,同时,由于氧气的加入,有效地避免了单纯甲烷二氧化碳重整反应过程中的积碳问题。通过改变原料气的配比,可以调节产物中的H2/CO比以适应不同后续工艺的需要。本文采用适合流化床工艺的高耐磨强度的工业微球硅胶作载体,镍为主要活性组分,着重开展了流化床甲烷临氧CO2重整制合成气催化剂体系及反应工艺研究,得到的主要结果如下: 采用碱土金属氧化物改性SiO2负载镍活性组分制备出复合氧化物催化剂,在流化床甲烷临氧CO2重整制合成气反应过程中,甲烷的转化率接近热力学平衡值,得到相对较低的合成气氢碳比率。对反应前后的催化剂进行了H2-TPR、XRD、CO2-TPD及TEM表征。结果表明,CaO、BaO及SrO先于镍负载制备的改性催化剂具有很好的催化活性及稳定性。活性组分镍物种与载体之间的相互作用增强,还原后的镍物种在催化剂表面高度分散,保持了良好的热稳定性及抗积碳性能。 得到具有工业应用前景的5Ni/10MgO-SiO2催化剂。微球硅胶表面上NiO与MgO形成了NiO-MgO固溶体。预还原时少量的氧化镍被还原为镍原子从固溶体中析出,镍物种在催化剂表面被固溶体所分散和稳定。通过未还原催化剂的升温-降温实验和CH4/CO2-TPSR-MS研究证明:由于贵金属的氢溢流作用,少量贵金属Pt、Pd引入Ni/MgO-SiO2后能够促进氧化镍的还原,催化剂在流化床反应器中返混时可以迅速实现价态转换,提高了催化活性。 采用CeO2/ZrO2对SiO2载体进行表面修饰,再负载镍,制备了Ni/(CeO2)ZrO2-SiO2催化剂,在流化床甲烷CO2重整制合成气反应中具有良好的反应活性与稳定性。未经还原催化剂的升温-降温实验及H2-TPR研究表明,CeO2-ZrO2助剂的添加改善了Ni/SiO2催化剂的还原性能。具有中等还原强度的
邸立辉[9](2004)在《甲烷部分氧化制合成气中Ni整体型催化剂性能的研究》文中指出近年来,天然气部分氧化成为天然气转化制合成气领域研究的热点。目前研究最多的是负载型催化剂,但是都不适合于工业应用。本论文对纯金属镍整体型催化剂进行研究发现,此整体型催化剂有着很好的活性和稳定性,适合于工业应用。由粒度不同的纯金属镍小球制成两种规格整体型催化剂,分别在单管和套管反应器中进行甲烷催化部分氧化反应,考察了不同原料气配比n(CH4)/n(O2)、不同空速下产物的选择性、两种催化剂的活性和稳定性,考察了不同的反应器对反应结果的影响。实验结果表明,两种催化剂具有较好的催化活性、选择性和稳定性。在两种催化剂上,随着原料气n(CH4)/n(O2)比的增加,甲烷转化率降低,一氧化碳和氢气的选择性升高;随着空速增加,甲烷转化率、一氧化碳和氢气的选择性都升高。减小镍小球的粒径有利于增加催化剂的活性和选择性,反应温度低。催化剂的高径比对催化剂的活性影响很大。炉温的升高有利于提高催化剂的活性。镍整体型催化剂对原料气中的硫有很好的抵抗性能,中毒后的催化剂能迅速的恢复活性。在此催化剂上镀加5wt%的贵金属铑同纯镍催化剂相比,催化剂的活性变化不大。
刘雪斌[10](2004)在《高碳烃氧化裂解制低碳烯烃的研究》文中认为低碳烯烃在石化工业中起着举足轻重的作用。目前,其仍以高能耗、高CO2排放的热裂解生产过程为主,热裂解的强吸热特性使其进一步发展的空间变小。 本论文以正己烷、环己烷、异辛烷和正癸烷为模型化合物,对高碳烷烃经氧化裂解过程制低碳烯烃进行了研究。侧重对不同烷烃经气相氧化裂解(GOC)制低碳烯烃并联产一氧化碳过程及铂基催化剂催化的正己烷临氢氧化裂解催化过程进行了研究。论文的主要目的是,通过将氧气、氢气(或合成气)引入低碳烯烃生产过程,实现低碳烯烃生产的低能耗、低CO2排放和高碳资源利用率;并试图为共同加工天然气和重质原料烃过程寻找结合点。 不同原料烃的气相氧化裂解实验表明,与热裂解相比,气相氧化裂解在较低温度下就具有很高的烷烃转化率和高的烯烃收率;对难开环热裂解的环烷烃仍具有优良的裂解性能,所以适合加工富环烷烃的重烃组分。气相氧化裂解是一个高碳资源利用率的生产过程,除低碳烯烃外,其产物中的COx主要为CO,而CO2的选择性低于1%。热力学计算结果表明,气相氧化裂解过程可在自热条件下进行,这将大大降低因燃料燃烧而向大气排放出的CO2量。由于产物中相当量CO的存在,气相氧化裂解过程不适合生产纯的低碳烯烃,更适合为诸如加氢甲酰化等同时需要CO和低碳烯烃的过程提供原料。 典型催化剂催化下的正己烷催化氧化裂解实验表明,COx的选择性很难控制,且烷烃转化率和烯烃选择性与气相氧化裂解相比不具竞争性。铂基催化剂存在条件下,向原料中添加氢气可大大降低产物中COx的选择性,进而提高烯烃选择性。合成气(H2/CO)可代替纯氢作为氢源,这不但解决了氢源问题,而且还便于调节产物中氢气、CO和烯烃的比例,为天然气和重质原料的共同加工提供结合点。
二、丙烷部分氧化制渗碳气用高活性催化剂的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、丙烷部分氧化制渗碳气用高活性催化剂的研究(论文提纲范文)
(1)纳米镍负载的氧化铈基催化剂的制备及其在微管式SOFC上的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 燃料电池 |
1.2.1 燃料电池介绍 |
1.2.2 固体氧化物燃料电池 |
1.2.3 SOFC燃料选择 |
1.3 丙烷重整工艺路线 |
1.3.1 丙烷部分氧化重整 |
1.3.2 丙烷水蒸气重整 |
1.3.3 丙烷二氧化碳重整 |
1.4 丙烷重整催化剂的研究 |
1.4.1 贵金属催化剂 |
1.4.2 非贵金属催化剂 |
1.4.3 催化剂载体的研究 |
1.4.4 催化剂积碳问题 |
1.5 碳氢化合物应用于SOFC |
1.6 本文的研究内容与目的 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验药品与仪器设备 |
2.2 Ni-CeO_2催化剂的制备 |
2.2.1 纳米CeO_2载体的制备 |
2.2.2 Ni-CeO_2催化剂的制备 |
2.3 实验装置 |
2.3.1 固定反应器 |
2.3.2 气相色谱 |
2.4 催化剂的表征 |
第三章 Ni-CeO_2催化剂的性能研究 |
3.1 催化剂的表征 |
3.1.1 XRD及 EDS分析 |
3.1.2 SEM分析 |
3.1.3 TEM分析 |
3.2 制备方法对催化剂性能的影响 |
3.3 Ni的负载量对催化剂性能的影响 |
3.4 反应温度对催化剂性能的影响 |
3.5 Ni-CeO_2与Ni-Al_2O_3催化剂性能对比 |
3.6 Ni-CeO_2催化剂除碳再利用 |
3.7 小结 |
第四章 管式固体氧化物燃料电池的研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验药品与设备 |
4.2.2 制备过程 |
4.3 电池的表征及测试 |
4.3.1 电池表征 |
4.3.2 电池测试 |
4.3.3 温度对电池性能的影响 |
4.3.4 阳极燃料流量对电池性能的影响 |
4.4 模拟 |
4.5 小结 |
第五章 丙烷部分氧化重整驱动管式固体氧化物燃料电池 |
5.1 引言 |
5.2 电池测试 |
5.3 阳极燃料对电池性能的影响 |
5.4 阳极取电方式对电池性能的影响 |
5.5 阳极碳沉积分析 |
5.6 小结 |
总结与展望 |
参考文献 |
攻读学位期间的成果 |
致谢 |
(2)甲烷干重整催化剂的设计及其在工业尾气转化中的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 甲烷偶联制乙烯 |
1.2 部分氧化制甲醇等含氧化合物 |
1.2.1 均相催化体系 |
1.2.2 多相催化体系 |
1.3 甲烷脱氢芳构化 |
1.3.1 甲烷脱氢芳构化催化剂的载体 |
1.3.2 用其他金属或氧化物助剂来对催化剂进行修饰 |
1.3.3 消除反应积碳以提高催化剂寿命 |
1.3.4 新型反应器结合甲烷脱氢芳构化反应 |
1.4 甲烷干重整制合成气 |
1.4.1 干重整基元反应步骤及热力学分析 |
1.4.2 甲烷和二氧化碳活化的活性位点 |
1.4.3 催化剂的失活机制 |
1.4.4 合金对干重整反应性能的影响 |
1.4.5 载体与助剂对干重整反应性能的影响 |
1.4.6 构建金属-载体强相互作用 |
1.4.7 单原子催化剂在干重整中的应用 |
1.4.8 新型甲烷重整反应系统的设计应用 |
1.5 选题意义和研究内容 |
第二章 限域Ni/MCM-41 催化抗积碳和金属烧结的甲烷干重整反应 |
2.1 前言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验药品 |
2.2.2 MCM-41 的合成 |
2.2.3 浸渍法制备Ni/MCM-41 催化剂 |
2.2.4 催化剂的表征 |
2.2.5 催化剂性能测试 |
2.2.6 反应后催化剂的表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 MCM-41 载体的结构和形态特性 |
2.3.2 Ni/MCM-41 催化剂的结构和形态特性表征 |
2.3.3 干重整反应性能测试 |
2.3.4 反应后催化剂的表征 |
2.4 本章小结 |
第三章 限域Ni/SiO_2 三维介孔催化剂用于甲烷干重整 |
3.1 前言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验药品 |
3.2.2 催化剂的合成 |
3.2.3 表征 |
3.2.4催化剂性能测试实验 |
3.2.5 反应后催化剂的表征 |
3.2.6 DFT计算 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 一锅法制备Ni/SiO_2 催化剂 |
3.3.2 催化剂的形态结构表征 |
3.3.3 干重整催化反应性能测试 |
3.3.4 反应后催化剂的表征 |
3.3.5 DFT理论计算 |
3.4 本章小结 |
第四章 双金属NiIr/MgAl_2O_4 催化的甲烷混合重整及其工业应用 |
4.1 前言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验药品 |
4.2.2 催化剂的合成 |
4.2.3 NiM催化剂d带中心值的计算 |
4.2.4 催化剂性能测试实验 |
4.2.5 催化剂的表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 通过d带中心值预测双金属催化剂的催化性能 |
4.3.2 NiIr/MgAl_2O_4 催化剂中Ir含量的调控 |
4.3.3 NiIr/MgAl_2O_4 催化剂干重整反应前后的表征 |
4.3.4 理论计算验证NiIr合金对甲烷干重整反应的活性与活化能 |
4.4 NiIr/MgAl_2O_4 催化工业尾气(煤制油尾气和焦炉煤气)与CO_2和H_2O的混合重整转化 |
4.4.1 煤制油尾气与CO_2和H_2O混合重整制备合成气 |
4.4.2 焦炉煤气与CO_2和H_2O混合重整制备合成气 |
4.5 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
作者简历及在学期间取得的科研成果 |
致谢 |
(3)纳米碳材料在气相反应中的催化性能和机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.1.1 纳米碳材料基本性质和种类 |
1.1.2 纳米碳材料催化的研究背景 |
1.2 纳米碳材料气相反应中的研究现状 |
1.2.1 氧化脱氢反应中的应用 |
1.2.2 直接脱氢反应中的应用 |
1.2.3 气相选择氧化反应中的应用 |
1.3 纳米碳材料表面官能化 |
1.3.1 纳米碳管的氧化处理 |
1.3.2 纳米碳管的掺杂(氮、硼、磷)处理 |
1.4 甲烷催化裂解制氢 |
1.4.1 甲烷裂解制氢的意义 |
1.4.2 甲烷裂解反应的金属催化剂 |
1.4.3 甲烷裂解反应的碳催化剂 |
1.5 丙烯酸的生产工艺和研究现状 |
1.5.1 合成丙烯酸的基本生产工艺 |
1.5.2 合成丙烯酸的研究现状 |
1.5.3 丙烯醛选择氧化反应的金属催化剂 |
1.5.4 丙烯醛选择氧化反应的碳催化剂 |
1.6 本课题的研究目的 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验试剂及仪器 |
2.1.1 实验试剂及材料 |
2.1.2 实验所用气体 |
2.1.3 实验所用小型仪器 |
2.2 材料的表征方法 |
2.2.1 比表面与孔结构分析 |
2.2.2 红外光谱分析(IR) |
2.2.3 拉曼光谱分析(Raman) |
2.2.4 二次离子质谱(SIMS) |
2.2.5 X-射线光电子能谱分析(XPS) |
2.2.6 热重-差示扫描量热分析(TG-DSC) |
2.2.7 程序升温脱附和表面反应(TPD/TPSR) |
2.2.8 扫描电子显微镜分析(SEM) |
2.2.9 透射电子显微镜分析(TEM) |
2.2.10 X-射线衍射测试(XRD) |
2.3 固定床反应装置 |
第三章 纳米金刚石催化甲烷裂解 |
3.1 引言 |
3.2 实验过程 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 不同碳材料的催化活性 |
3.3.2 BET比表面积测试 |
3.3.3 透射电镜(TEM)分析 |
3.3.4 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
3.3.5 静态二次离子质谱(SIMS)分析 |
3.3.6 不同温度处理纳米金刚石催化活性 |
3.3.7 残留Fe元素对催化活性的影响 |
3.3.8 表面氧官能团对催化活性的影响 |
3.3.9 表面积碳对催化活性的影响 |
3.3.10 催化活性位和反应机理的讨论 |
3.4 本章小结 |
第四章 纳米碳管催化选择氧化丙烯醛 |
4.1 引言 |
4.2 实验过程 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 不同方法处理CNTs的催化活性 |
4.3.2 程序升温氧化(TPO) |
4.3.3 不同温度氧气处理CNT的催化活性 |
4.3.4 不同温度氧气处理o-CNT的催化活性 |
4.3.5 o-CNT催化选择氧化丙烯醛的活性位 |
4.3.6 关于提高o-CNT催化活性的研究 |
4.3.7 选择氧化丙烯醛的动力学研究 |
4.3.8 催化选择氧化丙烯醛的反应途径 |
4.4 本章小结 |
第五章 掺氮纳米碳管催化选择氧化丙烯醇 |
5.1 引言 |
5.2 实验过程 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 不同碳材料的催化活性 |
5.3.2 不同温度合成N-CNT的催化活性 |
5.3.3 焙烧处理后N-CNT的催化活性 |
5.3.4 焙烧前后N-CNT的动力学研究 |
5.3.5 N-CNT催化选择氧化丙烯醇的反应途径 |
5.4 小结 |
第六章 结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间完成的学术论文 |
致谢 |
(4)Zn/HZSM-5与Pt-Zn/HZSM-5催化剂上甲烷和丙烷混合烷烃的无氧芳构化研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 引言 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 甲烷的转化和利用途径 |
1.2 甲烷和丙烷活化的研究现状 |
1.2.1 甲烷和丙烷转化的热力学 |
1.2.2 甲烷的无氧芳构化 |
1.3 丙烷芳构化 |
1.3.1 丙烷在Pt/HZSM-5催化剂上的芳构化反应 |
1.3.2 丙烷在Zn-HZSM-5催化剂的芳构化反应 |
1.3.3 丙烷在Ga-HZSM-5催化剂上的芳构化反应 |
1.3.4 丙烷芳构化的机理 |
1.4 甲烷和其它链烃的共活化 |
1.4.1 甲烷和其它链烃的共活化的机理 |
1.5 研究目标和研究内容 |
1.5.1 研究目标 |
1.5.2 研究内容 |
参考文献 |
第二章 实验部分 |
2.1 主要原料与试剂 |
2.2 催化剂的活性评价 |
2.2.1 反应装置及计算方法 |
2.2.2 ~(13)CH_4同位素表征 |
2.2.3 甲烷脉冲反应 |
2.3 催化剂表征 |
2.3.1 催化剂物相分析 |
2.3.2 比表面积测定 |
2.3.3 热重分析 |
2.3.4 甲烷程序升温表面反应(CH_4-TPSR) |
2.3.5 程序升温氧化(TPO)和程序升温加氢(TPH)反应 |
2.3.6 NH_3的程序升温脱附(NH_3-TPD)分析 |
2.3.7 CH_4程序升温表面脱附反应(CH_4-TPD-MS) |
2.3.8 催化剂表面积碳的Raman光谱表征 |
第三章 Zn/HZSM-5催化剂上甲烷和丙烷混合芳构化反应及活化行为分析 |
3.1 前言 |
3.2 催化剂制备 |
3.3 结果和讨论 |
3.3.1 甲烷和丙烷的共同活化芳构化 |
3.3.2 硅铝比对活性的影响 |
3.3.3 同位素实验证明甲烷进入芳构化产物 |
3.3.4 2%Zn/HZSM-5催化剂的表面物理性能 |
3.3.5 2%Zn/HZSM-5催化剂的表面酸性 |
3.3.6 载体对催化剂性能的影响 |
3.3.7 反应时间对2%Zn/HZSM-5催化剂上芳构化影响 |
3.3.8 TPSR技术对反应活性的研究 |
3.3.9 2%Zn/HZSM-5催化剂经过不同反应时间后的积碳分析 |
3.3.10 甲烷丙烷共反应后催化剂的TPO和TPH研究 |
3.3.11 经不同的预处理气处理后催化剂的TPH和TPO研究 |
3.3.12 催化剂经不同时间反应后的UV-Raman研究 |
3.4 小结 |
参考文献 |
第四章 Pt-Zn/HZSM-5催化剂上甲烷和丙烷的混合芳构化研究 |
4.1 引言 |
4.2 催化剂制备 |
4.3 X-2%Zn/HZSM-5催化剂上甲烷丙烷芳构化反应 |
4.4 不同的Pt含量对Zn-HZSM-5催化剂性能的影响 |
4.5 同位素实验证明甲烷进入芳构化产物 |
4.6 XPt-2%Zn/HZSM-5催化剂的物理性质 |
4.7 酸性对催化剂性能的影响 |
4.8 0.5%Pt-2%Zn/HZSM-5催化剂上TPSR分析 |
4.9 0.5%Pt-2%Zn/HZSM-5催化剂上积碳分析 |
4.9.1 0.5%Pt-2%Zn/HZSM-5催化剂上积碳的TPO分析 |
4.9.2 0.5%Pt-2%Zn/HZSM-5催化剂上积碳的TG分析 |
4.9.3 0.5%Pt-2%Zn/HZSM-5催化剂上积碳的UV-Raman分析 |
4.10 结论 |
参考文献 |
第五章 结论 |
致谢 |
(5)丙烷氧化脱氢制丙烯和直接法制过氧化氢催化剂的制备及表征(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 低碳烷烃选择氧化反应概况 |
1.2 丙烷氧化脱氢制丙烯研究进展 |
1.2.1 丙烷脱氢制丙烯的反应途径 |
1.2.2 丙烷氧化脱氢制丙烯的催化剂简介 |
1.2.2.1 钒基催化剂的特性 |
1.2.2.2 钼基催化剂的特性 |
1.2.3 丙烷氧化脱氢制丙烯的反应机理 |
1.2.4 当前丙烷氧化脱氢制丙烯研究中的困难 |
1.3 过氧化氢综合利用背景概述 |
1.3.1 过氧化氢的应用 |
1.3.2 过氧化氢在我国工业利用中存在的问题 |
1.4 过氧化氢的制备 |
1.4.1 过氧化氢的传统制备方法 |
1.4.2 直接法制过氧化氢的进展 |
1.5 本实验室的研究基础和我们的前期工作 |
1.6 论文指导思想 |
第二章 实验部分 |
2.1 原料与试剂 |
2.2 催化剂表征方法 |
2.2.1 X射线衍射(XRD) |
2.2.2 等离子原子发射光谱(ICP-AES)测试 |
2.2.3 比表面和孔结构(BET) |
2.2.4 扫描电镜(SEM) |
2.2.5 透射电镜(TEM) |
2.2.6 紫外可见漫反射(UV-Vis Diffuse Reflectance Spectrum) |
2.2.7 激光拉曼(Laser Raman) |
2.2.8 X射线光电子能谱(XPS) |
2.2.9 氨程序升温脱附(NH_3-TPD) |
2.2.10 程序升温还原(H_2-TPR) |
2.2.11 CO吸附的FT-IR光谱 |
2.2.12 丙烷脉冲测试 |
2.2.13 催化剂金属铜表面测定 |
2.3 催化活性测试 |
2.3.1 丙烷氧化脱氢活性测试 |
2.3.2 直接法制过氧化氢活性测试 |
2.3.2.1 氢氧直接法制过氧化氢 |
2.3.2.2 CO/O_2/H_2O直接法制过氧化氢 |
第三章 Co-SBA-15系列催化剂的制备及在丙烷氧化脱氢中的应用研究 |
3.1 引言 |
3.2 SBA-15的制备和物性表征 |
3.3 采用不同Co前驱体Co-SBA-15系列催化剂 |
3.3.1 采用不同Co前驱体Co-SBA-15系列催化剂的制备 |
3.3.2 不同前驱体制得Co-SBA-15系列催化剂的结构表征 |
3.3.3 不同前驱体制得Co-SBA-15系列催化剂的活性测试 |
3.4 以柠檬酸-Co配合物为前驱体的Co-SBA-15系列催化剂 |
3.4.1 不同Co负载量Co-SBA-15-c系列催化剂的制备 |
3.4.2 不同Co负载量Co-SBA-15系列催化剂的结构表征 |
3.4.3 不同负载量Co-SBA-15-c系列催化剂的活性测试 |
3.5 助剂修饰的Co-SBA-15系列催化剂 |
3.5.1 含助剂的Co-SBA-15催化剂的制备 |
3.5.2 助剂修饰的Co-SBA-15催化剂的结构表征 |
3.5.3 助剂修饰Co-SBA-15系列催化剂的活性测试 |
3.6 小结 |
第四章 V-Mo二元金属催化剂的制备及在丙烷氧化脱氢中的应用研究 |
4.1 引言 |
4.2 钒钼二元金属模型催化剂的制备 |
4.3 钒钼二元金属模型催化剂的结构表征 |
4.4 钒钼二元金属模型催化剂的活性测试 |
4.5 小结 |
第五章 活性碳负载的纳米Pd催化剂在H_2/O_2直接法制过氧化氢中的应用研究 |
5.1 引言 |
5.2 纳米Pd催化剂的制备 |
5.3 载体种类对催化剂的影响 |
5.3.1 不同载体催化剂的制备 |
5.3.2 不同载体上催化剂的活性 |
5.3.3 不同载体催化剂的表征 |
5.4 不同还原方法对Pd/C催化剂的影响 |
5.4.1 催化剂的制备 |
5.4.2 不同还原方法制得催化剂的活性结果 |
5.4.3 催化剂的结构表征 |
5.5 氢氧在催化剂表面不同吸附状态对反应活性影响的相关讨论 |
5.6 小结 |
第六章 纳米Cu催化剂在CO/O_2/H_2O直接法制过氧化氢中的应用研究 |
6.1 引言 |
6.2 不同种类的金属催化剂在CO/H_2O/O_2直接法制过氧化氢中的应用 |
6.2.1 不同种类金属催化剂的制备 |
6.2.2 不同种类金属催化剂的活性 |
6.3 Cu催化剂在在CO/H_2O/O_2直接法制过氧化氢中的应用 |
6.3.1 载体的影响 |
6.3.1.1 不同载体负载Cu催化剂的制备 |
6.3.1.2 不同载体负载Cu催化剂的表面性质 |
6.3.1.3 不同载体负载Cu催化剂的活性 |
6.3.2 还原方法对催化剂的影响 |
6.3.1.1 催化剂的制备 |
6.3.2.2 催化剂的表面性质 |
6.3.2.3 不同还原方法制得催化剂的活性 |
6.3.3 Cu负载量对催化剂的影响 |
6.3.3.1 不同Cu负载量Cu/Al_2O_3催化剂的制备 |
6.3.3.2 不同Cu负载量Cu/Al_2O_3催化剂的表征 |
6.3.3.3 不同Cu负载量催化剂的活性 |
6.3.4 其他反应条件对活性的影响 |
6.3.4.1 还原剂量的影响 |
6.3.4.2 溶剂的影响 |
6.3.4.3 气体分压和温度对反应的影响 |
6.4 小结 |
第七章 研究总结与展望 |
参考文献 |
个人简历 |
博士期间发表论文 |
致谢 |
(6)重质烃氧化裂解制低碳烯烃和轻质油品的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1. 引言 |
2. 蒸汽裂解 |
3. 催化热裂解 |
3.1 轻质油催化裂解制低碳烯烃 |
3.2 重质油催化裂解制低碳烯烃 |
4. 烃类选择氧化 |
4.1 烃类催化氧化脱氢/裂解 |
4.1.1 乙烷催化氧化脱氢 |
4.1.2 丙烷、丁烷催化氧化脱氢/裂解 |
C_4)催化氧化裂解'>4.1.3 高碳烃(>C_4)催化氧化裂解 |
4.2 烃类气相氧化脱氢/裂解 |
4.2.1 低碳烷烃(C_2~C_4)气相氧化脱氢/裂解 |
C_4)气相氧化裂解'>4.2.2 高碳烃(>C_4)气相氧化裂解 |
5. 论文设想 |
5.1 烃类选择氧化过程中存在的问题 |
5.2 论文的研究内容 |
参考文献 |
第二章 实验 |
1. 催化剂的制备 |
2. 催化剂表征 |
3. 反应性能评价 |
第三章 碳六烃氧化过程的研究 |
第一节 正己烷气相氧化裂解和临氢催化氧化裂解制低碳烯烃 |
1.1 正己烷气相氧化裂解制低碳烯烃 |
1.2 添加氢气的正己烷临氢氧化裂解过程 |
1.3 添加合成气的正己烷临氢气相氧化裂解过程 |
1.3.1 添加合成气的正己烷临氢气相氧化裂解过程 |
1.3.2 添加合成气的正己烷临氢催化氧化裂解催化剂 |
1.3.2.1 催化剂0.1% Pt/MgAl_2O_4 催化剂 |
1.3.2.2 不同载体负载Pt 催化剂的比较 |
小结 |
第二节 环己烷气相氧化裂解过程和催化氧化裂解过程 |
2.1 环己烷气相氧化裂解制备低碳烯烃 |
2.2 添加氢气的环己烷临氢催化氧化裂解过程 |
2.3 金属氧化物催化剂上环己烷催化氧化裂解反应 |
小结 |
第三节 Mn 基催化剂上环己烷气相氧化脱氢过程的研究 |
3.1 不同Mn 基催化剂上环己烷催化氧化脱氢反应 |
3.2 LiCl/MnOx/PC 催化剂上环己烷催化氧化脱氢反应 |
小结 |
第四节 苯气相氧化裂解反应的研究 |
4.1 苯的非氧化热裂解反应 |
4.2 苯的气相氧化裂解反应 |
4.2.1 不同反应条件对苯气相氧化裂解反应的影响 |
4.2.1.1 反应温度的影响 |
4.2.1.2 烃氧比n(C_6H_6)/n(O_2)的影响 |
4.2.1.3 停留时间的影响 |
4.2.2 不同碳六烃(苯,正己烷和环己烷)的气相氧化裂解反应 |
4.3 苯的催化氧化裂解反应 |
小结 |
参考文献 |
第四章 十氢萘氧化裂解过程的研究 |
第一节 十氢萘的非氧化热裂解反应 |
第二节 十氢萘气相氧化裂解反应 |
2.1 不同反应条件下十氢萘气相氧化裂解反应 |
2.1.1 反应温度的影响 |
2.1.2 碳氧比n(C)/n(O)的影响 |
2.1.3 原料停留时间的影响 |
2.2 十氢萘与环己烷气相氧化裂解反应的比较 |
第三节 十氢萘催化氧化裂解反应 |
3.1 Y 分子筛上十氢萘催化热裂解反应 |
3.2 Y 分子筛上十氢萘催化氧化裂解反应 |
3.2.1 填充石英砂空白试验 |
3.2.2 HY-4 催化剂上催化氧化裂解反应 |
3.2.3 NaY、HY-1 和HY-4 催化剂上催化氧化裂解反应 |
小结 |
参考文献 |
第五章 四氢萘气相氧化裂解过程的研究 |
第一节 四氢萘的非氧化热裂解反应 |
第二节 四氢萘气相氧化裂解反应 |
2.1 不同反应条件下四氢萘的气相氧化裂解反应 |
2.1.1 反应温度的影响 |
2.1.2 碳氧比n(C)/n(O)的影响 |
2.1.3 原料停留时间的影响 |
2.2 四氢萘与十氢萘气相氧化裂解反应的比较 |
小结 |
参考文献 |
第六章 正癸烷氧化裂解过程的研究 |
第一节 正癸烷的非氧化热裂解反应 |
第二节 正癸烷气相氧化裂解反应 |
2.1 不同反应条件下正癸烷的气相氧化裂解反应 |
2.1.1 反应温度的影响 |
2.1.2 碳氧比n(C)/n(O)的影响 |
2.1.3 原料停留时间的影响 |
2.2 正癸烷与正己烷气相氧化裂解反应的比较 |
第三节 正癸烷催化氧化裂解反应 |
小结 |
参考文献 |
第七章 混合烃气相氧化裂解过程的研究 |
第一节 混合进料的气相氧化裂解反应:正己烷&环己烷 |
第二节 混合进料的气相氧化裂解反应:正己烷&苯 |
第三节 混合进料的气相氧化裂解反应:正己烷&正癸烷 |
第四节 混合进料的气相氧化裂解反应:正癸烷&十氢萘 |
小结 |
参考文献 |
第八章 结论 |
作者简介与文章目录 |
致谢 |
(7)金属修饰的负载型复合半导体的制备及光催化CO2和丙烷合成异丁烯醛的反应性能(论文提纲范文)
第一章 绪论 |
1.1 研究的目的和意义 |
1.2 光促表面化学反应研究概况 |
1.2.1 光促表面催化反应的原理 |
1.2.2 光促表面催化反应的评价 |
1.2.3 固体材料光催化活性的影响因素 |
1.2.3.1 晶型对光催化活性的影响 |
1.2.3.2 粒径对光催化活性的影响 |
1.2.3.3 催化剂的比表面积对光催化活性的影响 |
1.2.4 固体材料光催化活性的增强途径 |
1.2.4.1 金属修饰 |
1.2.4.2 复合半导体 |
1.2.4.3 离子的修饰 |
1.2.4.4 有机材料光敏化 |
1.2.4.5 小尺寸效应及光量子效应 |
1.3 丙烷光催化氧化反应的研究概况 |
1.3.1 丙烷氧化反应的动力学和热力学分析 |
1.3.2 热表面催化丙烷氧化的发展 |
1.3.3 光表面催化丙烷氧化的发展 |
1.3.3.1 以 MoO_3/SiO_2 和 V_2O_5/SiO_2 为基础的光催化剂 |
1.3.3.2 以ZnO 和TiO_2 为基础的n 型半导体光催化 |
1.3.3.3 其它氧化剂对丙烷的光催化氧化 |
1.4 CO_2 光催化还原研究进展 |
1.4.1 CO_2 分子的特性 |
1.4.2 CO_2 的表面化学吸附活化 |
1.4.3 CO_2 光催化还原的概况 |
1.4.4 CO_2 光催化还原实验研究进展 |
1.5 本课题的研究目的、思路、内容与创新点 |
1.5.1 研究目的 |
1.5.2 研究构思 |
1.5.3 研究内容 |
1.5.4 创新点 |
第二章 实验方法 |
2.1 固体材料的制备过程 |
2.1.1 制备思路 |
2.1.2 制备过程分析和表征 |
2.1.2.1 DTA-TG |
2.1.2.2 程序升温还原表征(TPR) |
2.1.2.3 含Cu 催化剂的预还原 |
2.1.2.4 催化剂的比表面积测定 |
2.1.2.5 催化剂的TEM 表征 |
2.2 固体材料的结构表征方法 |
2.2.1 X-射线衍射分析(XRD) |
2.2.2 激光拉曼光谱分析(Raman) |
2.2.3 固体红外光谱分析(IR) |
2.2.4 紫外-可见光漫反射表征(UV-vis) |
2.3 固体材料的吸光吸附性能测定方法 |
2.4 固体材料的化学吸附性能测定方法 |
2.4.1 固体-气体化学吸附红外光谱分析 |
2.4.2 程序升温脱附-质谱实验(TPD-MS) |
2.5 光促表面催化反应性能实验方法 |
2.5.1 光促表面催化反应-程序升温脱附-质谱实验(PSSR-TPD-MS) |
2.5.2 光促表面催化反应-色谱实验(PSSR-GC) |
第三章 固体材料的设计和制备 |
3.1 固体材料的设计原则和制备方法 |
3.1.1 表面复合半导体载体的选择 |
3.1.2 复合半导体表面活性组分的设计和选择 |
3.1.3 金属活性中心的选择 |
3.2 固体材料的制备方法 |
3.2.1 固体材料制备方法的选择 |
3.2.2 主要的原料和试剂 |
3.2.3 表面改性法制备 TiO_2/SiO_2 |
3.2.4 负载型复合半导体材料的制备 |
3.2.4.1 V_2O_5-TiO_2/SiO_2 及相关材料的制备 |
3.2.4.2 MoO_3-TiO_2/SiO_2 及相关材料的制备 |
3.2.4.3 ZnO-TiO_2/SiO_2 及相关材料的制备 |
3.2.5 金属Cu 的引入 |
3.3 固体材料的制备过程分析 |
3.3.1 DTA-TG 结果分析 |
3.3.2 TPR 测定结果分析 |
3.3.2.1 CuO/V_2O_5-TiO_2/SiO_2系催化剂的TPR测定结果 |
3.3.2.2 CuO/MoO_3-TiO_2/SiO_2 系催化剂的TPR 测定结果 |
3.3.2.3 CuO/ZnO-TiO_2/SiO_2 系催化剂的TPR 测定结果 |
3.3.3 固体材料的制备结果分析 |
3.3.3.1 固体材料比表面积的测定 |
3.3.3.2 固体材料活性组分的表面密度分析 |
3.3.3.3 固体材料的TEM 图 |
3.4 小结 |
第四章 固体材料的表面构造 |
4.1 XRD 测定结果分析 |
4.1.1 Cu/V_2O_5-TiO_2/SiO_2 系催化剂的XRD 测定结果 |
4.1.2 Cu/MoO_3-TiO_2/SiO_2 系催化剂的 XRD 测定结果 |
4.1.3 Cu/ZnO-TiO_2/SiO_2 系催化剂的 XRD 测定结果 |
4.2 Raman 测定结果分析 |
4.2.1 Cu/V_2O_5-TiO_2/SiO_2 系催化剂的 Raman 测定结果 |
4.2.2 Cu/MoO_3-TiO_2/SiO_2 系催化剂的 Raman 测定结果 |
4.2.3 Cu/ZnO-TiO_2/SiO_2 系催化剂的 Raman 测定结果 |
4.3 IR 测定结果分析 |
4.3.1 Cu/V_2O_5-TiO_2/SiO_2 系催化剂的 IR 测定结果 |
4.3.2 Cu/MoO_3-TiO_2/SiO_2 系催化剂的 IR 测定结果 |
4.3.3 Cu/ZnO-TiO_2/SiO_2 系催化剂的 IR 测定结果 |
4.4 紫外可见漫反射测定结果分析 |
4.4.1 Cu/V_2O_5-TiO_2/SiO_2 催化剂的紫外可见漫反射测定结果 |
4.4.2 Cu/MoO_3-TiO_2/SiO_2 催化剂的紫外可见漫反射测定结果 |
4.4.3 Cu/ZnO-TiO_2/SiO_2 催化剂的紫外可见漫反射测定结果 |
4.5 固体材料的表面结构模型 |
4.6 小结 |
第五章 固体材料的能带结构和光响应性能 |
5.1 半导体能带宽度的测定及其与粒子尺度的关系 |
5.1.1 半导体能带宽度Eg 值的测量 |
5.1.2 半导体能带宽度与粒子尺度的关系 |
5.2 固体材料的能带结构 |
5.2.1 负载型复合半导体的能带结构 |
5.2.1.1 负载型复合半导体V_2O_5-TiO_2/SiO_2 的能带特点 |
5.2.1.2 负载型复合半导体MoO_3-TiO_2/SiO_2 的能带特点 |
5.2.1.3 负载型复合半导体ZnO-TiO_2/SiO_2 的能带特点 |
5.2.2 固体材料(Cu/负载型复合半导体)的能带结构 |
5.3 固体材料的光响应性能 |
5.4 小结 |
第六章 光催化剂的化学吸附性能 |
6.1 CO_2 在固体材料表面的化学吸附 |
6.1.1 CO_2在复合氧化物半导体上的化学吸附IR结果 |
6.1.1.1 V_2O_5-TiO_2/SiO_2化学吸附CO_2的IR结果 |
6.1.1.2 MoO_3-TiO_2/SiO_2 化学吸附CO_2 的IR 结果 |
6.1.1.3 ZnO-TiO_2/SiO_2 化学吸附CO_2 的IR 结果 |
6.1.2 CO_2 在固体材料(Cu/复合氧化物)上的化学吸附IR 结果 |
6.1.2.1 Cu/V_2O_5-TiO_2/SiO_2 化学吸附CO_2 的IR 结果 |
6.1.2.2 Cu/MoO_3-TiO_2/SiO_2化学吸附CO_2的IR 结果 |
6.1.2.3 Cu/ZnO-TiO_2/SiO_2 化学吸附CO_2 的IR 结果 |
6.1.3 CO_2 化学吸附的TPD-MS 结果 |
6.1.4 CO_2 在固体材料上的化学吸附机理和模型 |
6.1.5 固体材料对 CO_2 的化学吸附性能分析 |
6.2 C_3H_8 在固体材料表面的化学吸附 |
6.2.1 C_3H_8 在固体材料上的化学吸附IR 结果 |
6.2.1.1 Cu/V_2O_5-TiO_2/SiO_2化学吸附C_3H_8的IR 结果 |
6.2.1.2 Cu/MoO_3-TiO_2/SiO_2 化学吸附C_3H_8 的IR 结果 |
6.2.1.3 Cu/ZnO-TiO_2/SiO_2 化学吸附C_3H_8 的IR 结果 |
6.2.2 固体材料上C_3H_8 化学吸附的TPD-MS 结果 |
6.2.3 C_3H_8 在固体材料上的化学吸附机理和模型 |
6.2.4 固体材料对 C_3H_8 的化学吸附性能分析 |
6.3 小结 |
第七章 固体材料光催化反应性能 |
7.1 固体材料表面热催化反应结果 |
7.2 CO_2 与C_3H_8 的气相光催化反应结果 |
7.3 光促表面催化反应(PSSCR-GC)实验结果 |
7.4 反应条件对光催化反应性能的影响 |
7.4.1 反应温度的影响 |
7.4.2 反应物空速的影响 |
7.4.3 反应物配比的影响 |
7.5 小结 |
第八章 气固光催化反应过程控制与优化途径的探讨 |
8.1 气固光催化丙烷和CO_2 合成异丁烯醛的过程机制 |
8.1.1 共通模型 |
8.1.2 基本过程 |
8.1.3 过程的控制步骤及其加速 |
8.2 固体材料设计与优化途径 |
8.2.1 复合半导体能带结构匹配设计与光能利用率 |
8.2.2 表面化学组成设计与反应物的吸附态 |
8.2.3 优化固体材料光催化性能的途径 |
8.3 过程条件的设计与优化途径 |
8.3.1 反应器结构的设计与光能利用率 |
8.3.2 反应条件的优化与“热-表面”的协同作用 |
8.3.3 优化光催化反应过程控制的途径 |
8.4 展望 |
8.5 小结 |
第九章 结论 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
附录 |
致谢 |
(8)流化床甲烷临氧CO2重整制合成气镍系催化剂研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 甲烷催化转化反应的意义 |
1.2 甲烷部分氧化制合成气研究 |
1.2.1 甲烷部分氧化反应催化剂的活性组分 |
1.2.2 甲烷部分氧化反应催化剂的载体 |
1.2.3 甲烷部分氧化反应催化剂的助剂 |
1.2.4 甲烷部分氧化反应反应器的选择 |
1.2.5 甲烷部分氧化反应机理的研究 |
1.2.6 CH_4部分氧化存在的主要问题 |
1.3 甲烷二氧化碳重整制合成气反应体系研究 |
1.3.1 CH_4-CO_2重整反应催化剂研究 |
1.3.2 CH_4-CO_2重整反应过程中催化剂积碳研究 |
1.3.3 其它供能方式下的CO_2-CH_4重整反应 |
1.4 甲烷临氧二氧化碳自热重整制合成气研究 |
1.4.1 甲烷临氧二氧化碳重整制合成气反应中的可能反应 |
1.4.2 甲烷临氧二氧化碳重整制合成气反应主要催化剂体系 |
1.4.3 甲烷临氧CO_2重整制合成气的动力学 |
1.4.4 流化床甲烷临氧CO_2重整制合成气研究 |
1.5 低碳烷烃临氧自热重整制合成气研究 |
1.6 本组以前的工作基础 |
1.7 选题的依据和研究的内容 |
参考文献 |
第二章 实验研究方法及表征手段 |
2.1 催化剂的制备 |
2.1.1 本文实验所用化学药品 |
2.1.2 催化剂的制备 |
2.2 催化剂活性评价 |
2.3 数据处理方法 |
2.4 催化剂的表征 |
2.4.1 催化剂及载体的比表面及孔结构测定 |
2.4.2 XRD测试 |
2.4.3 H_2-程序升温还原(H_2-TPR) |
2.4.4 CO_2-TPD |
2.4.5 积碳量的TGA测定 |
2.4.6 催化剂积碳的紫外拉曼光谱分析 |
2.4.7 催化剂表透射电镜分析 |
2.4.8 pulse-MS及TPSR-MS研究 |
参考文献 |
第三章 碱土金属氧化物对Ni/SiO_2改性及在甲烷临氧CO_2重整制反应中的应用研究 |
前言 |
3.1 Ni/MeO-SiO_2(Me=Mg,Ca,Sr,Ba)催化剂的流化床甲烷临氧重整催化性能 |
3.2 Ni/CaO-SiO_2催化活性及表征 |
3.2.1 不同CaO用量修饰Ni/SiO_2后的催化活性比较 |
3.2.2 空速改变对5Ni/10CaO-SiO_2催化性能的影响 |
3.2.3 反应温度对催化活性的影响 |
3.2.4 原料气配比对产物的影响 |
3.2.5 Ni/CaO-SiO_2催化剂的XRD及CO_2-TPD表征结果 |
3.2.6 Ni/CaO-SiO_2催化剂的H_2-TPR及TEM表征 |
3.3 Ni/BaO-SiO_2催化剂的催化性能及表征 |
3.3.1 反应温度对5Ni/10BaO-SiO_2催化活性的影响 |
3.3.2 催化剂使用前预还原温度对催化剂的活性影响 |
3.3.3 改变空速对5Ni/10BaO-SiO_2催化活性的影响 |
3.3.4 Ni/BaO-SiO_2系列催化剂的XRD、TEM及H_2-TPR研究 |
3.3.5 不同BaO添加量的催化剂活性及稳定性研究 |
3.4 Ni/SrO-SiO_2的催化反应性能及表征 |
3.4.1 不同SrO添加量的催化剂活性及稳定性研究 |
3.4.2 不同反应温度下5Ni/10SrO-SiO_2的催化活性研究 |
3.4.3 不同空速下Ni/SrO-SiO_2催化剂的催化性能 |
3.4.4 5Ni/SrO-SiO_2催化剂程序升温还原及X-射线衍射研究 |
3.3.5 5Ni/10SrO-SiO_2催化剂的TEM分析 |
3.5 镍基及碱土金属改性镍基催化剂上CH_4-pulse-MS反应研究 |
3.6 结论 |
参考文献 |
第四章 MgO对Ni/SiO_2催化剂改性及在流化床甲烷临氧CO_2重整反应中的应用研究 |
前言 |
4.1 甲烷临氧CO_2重整制合成气反应热力学研究 |
4.2 MgO改性Ni/SiO_2的评价结果 |
4.2.1 催化剂比表面和孔结构测定 |
4.2.2 MgO用量对镍基催化剂催化活性的影响 |
4.2.3 反应温度对催化剂性能的影响 |
4.2.4 预还原温度对5Ni/5MgO-SiO_2催化活性的影响 |
4.2.5 原料气中氧含量对催化剂性能及产物的影响 |
4.2.6 不同空速对催化剂性能的影响 |
4.3 催化剂还原性能对催化活性的影响研究 |
4.3.1 Ni/SiO_2及改性镍基催化剂的流化床升温-降温反应过程研究 |
4.3.2 镍基及碱土金属或贵金属改性后的催化剂了PSR-MS比较研究 |
4.3.3 5Ni/MgO-SiO_2催化剂的CO_2-程序升温脱附实验结果 |
4.3.4 反应前后催化剂X-射线衍射分析 |
4.3.5 H_2-程序升温还原(TPR) |
4.4 催化剂积碳分析 |
4.4.1 Ni基催化剂MgO改性前后CH_4-pulse-MS研究 |
4.4.2 反应前后催化剂TGA分析 |
4.4.3 反应前后催化剂透射电镜(TEM) |
4.5 小结 |
参考文献 |
第五章 ZrO_2、CeO_2对Ni/SiO_2催化剂的改性研究 |
前言 |
5.1 Ni/ZrO_2-SiO_2催化剂的催化性能研究 |
5.1.1 锆含量对改性催化剂性能的影响 |
5.1.2 反应温度对5Ni/5ZrO_2-SiO_2催化性能的影响 |
5.1.3 空速对Ni/ZrO_2-SiO_2催化性能的影响 |
5.1.4 原料气配比对甲烷转化率的影响 |
5.2 5Ni/ZrO_2-SiO_2系列催化剂的表征 |
5.2.1 程序升温还原结果(H_2-TPR) |
5.2.2 5Ni/(ZrO_2)-SiO_2催化剂X-射线衍射及透射电镜研究 |
5.3 Ni/CeO_2(-ZrO_2)-SiO_2在甲烷临氧CO_2重整反应中性能研究 |
5.3.1 不同反应温度下5Ni/5CeO_2-SiO_2的催化性能 |
5.3.2 不同反应温度下5Ni/5CeO_25ZrO_2-SiO_2的催化性能 |
5.3.3 Ni/(CeO_2)ZrO_2-SiO_2催化剂还原性能研究 |
5.4 镍基及CeO_2/ZrO_2改性镍基催化剂上CH_4-pulse-MS和TPSR-MS研究 |
5.4.1 镍基及CeO_2/ZrO_2改性镍基催化剂上脉冲甲烷研究 |
5.4.2 镍基及CeO_2/ZrO_2改性镍基催化剂上CH_4/CO_2-TPSR-MS研究 |
5.5 小结 |
参考文献 |
第六章 流化床在甲烷临氧CO_2重整反应中的作用研究 |
前言 |
6.1 流化床甲烷临氧CO_2重整制合成气反应条件探索 |
6.1.1 流化特性考察 |
6.1.2 流化床与固定床中催化剂性能及表征 |
6.2 流化床甲烷临氧CO_2重整制合成气反应过程的研究 |
6.3 结论 |
参考文献 |
第七章 流化床甲烷混合丙烷临氧二氧化碳制合成气反应研究 |
前言 |
7.1 催化剂的筛选 |
7.1.1 实验部分 |
7.1.2 不同催化剂对甲烷、丙烷临氧二氧化碳重整制合成气的反应性能 |
7.2 混合烷烃临氧CO_2重整制合成气反应中催化剂性能的考察 |
7.2.1 反应温度对1Ru/Al_2O_3催化甲烷/丙烷临氧CO_2重整反应活性影响 |
7.2.2 镍基催化剂的甲烷混合丙烷临氧CO_2重整催化活性与温度的关系 |
7.2.3 原料气中不同甲烷/丙烷配比对甲烷、CO_2转化率的影响 |
7.2.4 5Ni/10CaO-SiO_2催化剂上甲烷/丙烷临氧CO_2重整反应稳定性 |
7.3 催化剂抗积碳性能的考察 |
7.4 质谱跟踪CO_2及O_2消碳研究 |
7.5 小结 |
参考文献 |
第八章 结论与展望 |
攻博期间发表或已完成的相关论文及专利 |
致谢 |
(9)甲烷部分氧化制合成气中Ni整体型催化剂性能的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
前言 |
第一章 文献综述 |
1.1 概述 |
1.2 甲烷制合成气的途径 |
1.2.1 甲烷水蒸气重整制合成气 |
1.2.2 甲烷二氧化碳重整制合成气 |
1.2.3 甲烷部分氧化制合成气 |
1.3 反应机理 |
1.3.1 间接反应机理 |
1.3.2 直接氧化机理 |
1.4 甲烷催化部分氧化制合成气的反应器 |
1.4.1 固定床 |
1.4.2 流化床反应器 |
1.4.3 其它类型反应器 |
1.5 甲烷催化部分氧化制合成气的催化剂 |
1.5.1 负载型催化剂 |
1.5.2 整体型催化剂 |
1.6 催化剂的失活 |
1.6.1 积碳失活 |
1.6.2 烧结失活 |
1.7 甲烷部分氧化制合成气研究现状与不足 |
1.8 本论文的研究内容及意义 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验原料及规格 |
2.2 镍整体型催化剂的制备 |
2.3 催化剂的活性评价流程图 |
2.4 实验装置及仪器介绍 |
2.4.1 反应器 |
2.4.2 外加热炉 |
2.4.3 程序温度控制仪 |
2.4.4 质量流量控制器及显示仪 |
2.4.5 分析仪器 |
2.5 活性评价方法 |
2.6 催化剂的活性评价的反应条件 |
2.6.1 原料气的配比 |
2.6.2 空速 |
2.6.3 温度 |
2.7 数据处理方法 |
2.7.1 相对校正因子的测定 |
2.7.2 数据的处理方法 |
2.8 催化剂的表征 |
2.8.1 比表面积测定 |
2.8.2 催化剂的xps分析 |
第三章 实验结果与讨论 |
3.1 在单管中的实验结果与讨论 |
3.1.1 原料气配比对催化剂活性的影响 |
3.1.2 空速对催化剂活性的影响 |
3.2 在套管中的实验结果与讨论 |
3.2.1 原料气配比对催化剂活性的影响 |
3.2.2 空速对催化剂活性的影响 |
3.2.3 套管反应器中两种规格催化剂的活性比较 |
3.3 催化剂床长对催化剂活性的影响 |
3.4 炉温对催化剂活性的影响 |
3.5 镀铑催化剂和纯金属镍催化剂活性的比较 |
3.6 小结 |
第四章 镍整体型催化剂稳定性的研究 |
4.1 催化剂的失活 |
4.1.1 镍整体型催化剂对硫的抵抗性能的研究 |
4.2 镍整体型催化剂的稳定性分析 |
4.2.1 比表面测定结果 |
4.2.2 催化剂的xps图 |
4.3 小结 |
第五章 结论 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
附录 |
附录一 标准气体的色谱图及相对校正因子的计算 |
附录二 尾气的气相色谱谱图及转化率和选择性的计算 |
附录三 催化剂镀铑的XPS图 |
致谢 |
(10)高碳烃氧化裂解制低碳烯烃的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1 引言 |
1.1 蒸汽热裂解 |
1.2 催化热裂解 |
1.3 烃类选择氧化 |
2 烃类均相(非催化)氧化制低碳烯烃 |
2.1 低碳烷烃(C_2~C_4)气相氧化脱氢 |
2.2 高碳烷烃(>C_4)气相氧化裂解 |
3 乙烷催化氧化脱氢 |
3.1 低温乙烷催化氧化脱氢 |
3.2 高温乙烷催化氧化脱氢 |
3.2.1 引用和改进常规甲烷氧化偶联催化剂 |
3.2.2 卤素调变的高温乙烷氧化脱氢催化剂 |
3.2.3 沸石基及其他高温乙烷氧化脱氢催化剂 |
4 丙烷、丁烷的催化氧化脱氢 |
5 毫秒反应在选择氧化制低碳烯烃过程中的应用 |
6 论文设想 |
6.1 烃类选择氧化制低碳烯烃过程中存在的问题 |
6.2 论文的研究内容 |
参考文献 |
第二章 实验 |
1 催化剂的制备 |
2 反应性能评价 |
2.1 反应性能评价装置 |
2.2 反应性能评价过程 |
2.3 分析方法 |
第三章 正己烷气相氧化裂解的研究 |
第一节 正己烷的非氧化热裂解反应 |
1.1 反应温度的影响 |
1.2 原料停留时间(t)的影响 |
1.3 稀释比(N_2%)的影响 |
第二节 正己烷的气相氧化裂解反应 |
2.1 反应温度的影响 |
2.2 烷氧比n(C_6H_(14))/n(O_2)的影响 |
2.3 原料停留时间(t)的影响 |
2.3.1 不同温度下原料停留时间(t)的影响 |
2.3.2 不同烷氧比下原料停留时间(t)的影响 |
2.4 稀释比(N_2%)的影响 |
第三节 正己烷的气相氧化裂解反应的氢氧分布和床层温度分布 |
3.1 正己烷气相氧化裂解反应的氢、氧分布 |
3.1.1 正己烷气相氧化裂解反应的氢分布 |
3.1.2 正己烷气相氧化裂解反应的氢分布 |
3.2 正己烷气相氧化裂解反应的床层温度分布 |
小结 |
参考文献 |
第四章 环己烷气相氧化裂解的研究 |
第一节 环己烷的非氧化热裂解反应 |
1.1 反应温度的影响 |
1.2 原料停留时间(t)的影响 |
1.3 稀释比(N_2%)的影响 |
第二节 环己烷的气相氧化裂解反应 |
2.1 反应温度的影响 |
2.2 烷氧比n(C_6H_(12))/n(O_2)的影响 |
2.3 原料停留时间(t)的影响 |
2.3.1 不同温度下原料停留时间(t)的影响 |
2.3.2 不同烷氧比下原料停留时间(t)的影响 |
2.4 稀释比(N_2%)的影响 |
第三节 环己烷的气相氧化裂解反应的氢氧分布和床层温度分布 |
3.1 环己烷气相氧化裂解反应的氢、氧分布 |
3.1.1 环己烷气相氧化裂解反应的氢分布 |
3.1.2 环己烷气相氧化裂解反应的氢分布 |
3.2 环己烷气相氧化裂解反应的床层温度分布 |
小结 |
参考文献 |
第五章 高碳烃气相氧化裂解过程的自热计算和反应途径 |
第一节 异辛烷和正癸烷的气相氧化裂解反应 |
1.1 异辛烷和正癸烷的热裂解反应 |
1.2 异辛烷和正癸烷的气相氧化裂解反应 |
1.3 高碳烃气相氧化裂解反应的共同特点 |
第二节 高碳烃气相氧化裂解自热过程的热力学计算 |
2.1 热裂解过程主要参数的计算 |
2.2 气相氧化裂解热热过程主要参数的计算 |
2.3 高碳烃气相氧化裂解自热过程的总碳资源利用率 |
第三节 高碳烃气相氧化裂解的反应途径 |
小结 |
参考文献 |
第六章 正己烷、环己烷催化氧化裂解反应的研究 |
第一节 正己烷的催化热裂解反应 |
1.1 HZSM-5催化下的正己烷催化热裂解反应 |
1.2 10%La_2O_3/HZSM-5催化下的正己烷催化热裂解反应 |
1.3 0.25%Li/MgO催化下的正己烷催化热裂解反应 |
第二节 正己烷的催化氧化裂解反应 |
2.1 石英砂填装对正己烷气相氧化裂解反应的抑制效应 |
2.2 HZSM-5催化下的正己烷催化氧化裂解反应 |
2.3 10%La_2O_3/HZSM-5催化下的正己烷催化氧化裂解反应 |
2.4 0.25%Li/MgO催化下的正己烷催化氧化裂解反应 |
第三节 环己烷的催化氧化裂解反应 |
小结 |
参考文献 |
第七章 正己烷临氢氧化裂解催化过程的研究 |
第一节 添加纯氢的正己烷临氢氧化裂解催化过程 |
1.1 添加纯氢的正己烷临氢气相氧化裂解过程 |
1.2 添加纯氢的正己烷临氢氧化裂解催化过程 |
1.2.1 选择催化剂0.1%Pt/HZSM-5 |
1.2.2 催化剂0.1%Pt/HZSM-5对正己烷临氢氧化裂解反应的催化性能 |
1.2.3 选择催化剂0.1%Pt/MgAl_2O_4 |
1.2.4 催化剂0.1%Pt//MgAl_2O_4对正己烷临氢氧化裂解反应的催化性能 |
第二节 添加合成气(H2/CO)的正己烷临氢氧化裂解催化过程 |
2.1 添加合成气的正己烷临氢气相氧化裂解过程 |
2.2 添加合成气的正己烷临氢氧化裂解催化过程 |
2.2.1 添加合成气对0.1%Pt/HZSM-5催化的正己烷临氢氧化裂解反应的影响 |
2.2.2 添加合成气对0.1%Pt/MgAl_2O_4催化的正己烷临氢氧化裂解反应的影响 |
2.2.3 添加合成气对正己烷临氢氧化裂解反应目标产物间相对比例的调控 |
小结 |
参考文献 |
第八章 结论 |
作者简介与文章目录 |
致谢 |
四、丙烷部分氧化制渗碳气用高活性催化剂的研究(论文参考文献)
- [1]纳米镍负载的氧化铈基催化剂的制备及其在微管式SOFC上的应用研究[D]. 郭劲. 广东工业大学, 2021
- [2]甲烷干重整催化剂的设计及其在工业尾气转化中的应用研究[D]. 田井清. 华东师范大学, 2020(11)
- [3]纳米碳材料在气相反应中的催化性能和机理研究[D]. 钟炳伟. 中国科学技术大学, 2014(10)
- [4]Zn/HZSM-5与Pt-Zn/HZSM-5催化剂上甲烷和丙烷混合烷烃的无氧芳构化研究[D]. 李秀东. 浙江大学, 2008(12)
- [5]丙烷氧化脱氢制丙烯和直接法制过氧化氢催化剂的制备及表征[D]. 冯伟梁. 复旦大学, 2007(06)
- [6]重质烃氧化裂解制低碳烯烃和轻质油品的研究[D]. 朱海欧. 中国科学院研究生院(大连化学物理研究所), 2005(04)
- [7]金属修饰的负载型复合半导体的制备及光催化CO2和丙烷合成异丁烯醛的反应性能[D]. 胡蓉蓉. 天津大学, 2005(06)
- [8]流化床甲烷临氧CO2重整制合成气镍系催化剂研究[D]. 井强山. 浙江大学, 2005(08)
- [9]甲烷部分氧化制合成气中Ni整体型催化剂性能的研究[D]. 邸立辉. 天津大学, 2004(06)
- [10]高碳烃氧化裂解制低碳烯烃的研究[D]. 刘雪斌. 中国科学院研究生院(大连化学物理研究所), 2004(03)