甲烷干重整制氢催化剂抗积碳性能研究进展

现代工业制氢技术中,甲烷重整制氢具有反应物丰富、可利用性高等独特优势,尤其甲烷干重整(Dry Reforming of Methane,DRM)技术,以甲烷和二氧化碳为原料,兼具环境和经济效益,而催化剂积碳是影响DRM技术发展的主要问题之一.从催化剂活性组分、载体和助剂方面,详细阐述催化剂组分相互作用、活性金属粒径、碱度、储氧能力和积碳类型对DRM催化剂抗积碳性能的影响.分析发现活性金属和载体的强相互作用、双金属的协同作用以及较小的活性金属颗粒均有助于减少积碳和提高催化剂活性,提高催化剂的储氧能力能促进碳脱除,积碳类型及数量与载体密切相关,载体碱度适中有助于增强CO_(2)的活化,提高催化剂抗积碳能力.研究结果为甲烷干重整制氢催化剂的设计和优化提供参考.

La_2O_3-CaO复合添加对Ni-Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)阳极电化学和抗积碳性能的影响

通过甘氨酸硝酸盐法合成出添加0~6 mol%La_2O_3-CaO的NiO-SDC(Sm0.2Ce0.8O1.9)复合阳极(La_2O_3-CaO/NiO-SDC)粉体,以SDC为电解质、BSCF(Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ)为阴极构建SOFC单电池。考察了La_2O_3-CaO添加对Ni-SDC阳极微观组织和电化学性能等的影响;以乙醇为燃料气测定单电池的电化学性能和阳极的抗积碳性能。实验结果表明,La_2O_3-CaO/NiO-SDC复合阳极主要由NiO和SDC相组成,而La_2O_3和CaO的存在状态与其加入量有关。La_2O_3-CaO的加入,使复合阳极的电导率有所降低。添加少量La_2O_3-CaO阳极的SOFC单电池在乙醇燃料中的电池性能有所增加,800℃时添加2 mol%La_2O_3-CaO的Ni-SDC阳极的单电池最大输出功率为377.79 m W·cm-2,而Ni-SDC阳极单电池的最大输出功率仅158.86 m W·cm-2。此外,La_2O_3-CaO的添加有效减少了Ni-SDC阳极单电池在乙醇燃料中的积碳,提高了电池的运行稳定性。

预处理对Ni-Co双金属沼气重整催化剂性能与结构的影响(英文)

采用过量浸渍法制备了Ni-Co/La2O3-γ-Al2O3双金属催化剂,并使用固定床石英反应器在850oC,0.1 MPa和空速为6000mL gcat1h 1的条件下考察了预处理对催化剂性能的影响.运用X射线衍射、热重-差示扫描量热、透射电子显微镜、扫描电镜和X射线能谱分析等手段对催化剂进行了表征.结果表明,与传统氢气还原预处理相比,经氢气和二氧化碳预处理后,催化剂性能明显提高,且能基本消除该催化剂上沼气重整反应的诱导期.511 h的稳定性实验结果表明,催化剂经氢气和二氧化碳预处理后具有很好的稳定性和抗积碳性,平均积碳速率仅为0.2 mg gcat1h 1.表征结果显示,经氢气和二氧化碳预处理后,催化剂具有更好的抗烧结和抗积碳性能,反应后金属颗粒较小,分布较均匀,粒径分布范围较窄,从而增强了催化剂的稳定性.

核壳结构Ni@SiO_(2)催化剂的制备及其在甲烷二氧化碳重整反应中的应用

采用反相胶束法制备了具有核壳结构的Ni@SiO_(2),经正丁胺碱蒸汽处理及高温焙烧得到壳层重构的Ni@SiO_(2)-B。结构表征表明,氧化镍经碱蒸汽处理转变成硅酸镍,Ni@SiO_(2)-B的壳层限域效应及强的金属-载体相互作用,使得还原后的催化剂具有较小的Ni纳米颗粒尺寸并在长时间反应中予以保持,在700℃和650℃下进行200 h的甲烷二氧化碳重整反应后,Ni@SiO_(2)-B催化剂的甲烷和二氧化碳的转化率以及H_(2)/CO比值保持不变,并且反应后的催化剂几乎无积碳生成,相比Ni@SiO_(2),Ni@SiO_(2)-B催化剂表现出优异的催化性能、抗金属烧结和抗积碳性能。

A位缺陷对(Pr_(0.5)Sr_(0.5))_(1-x)Fe_(0.9)Ru_(0.1)O_(3-δ)(0≤x≤0.2)阳极材料电化学性能及稳定性影响的研究

通过燃烧法制备了不同A缺位的(Pr_(0.5)Sr_(0.5))_(1-x)Fe_(0.9)Ru_(0.1)O_(3-δ)(PSFR x,x=0,0.1,0.2)钙钛矿氧化物,并将其用作固体氧化燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)的阳极材料,研究其在还原气氛中的析出及材料结构演变机理,探索其电化学性能及运行稳定性.实验结果表明,在经过在800℃还原2 h后,所有PSFR x样品的主要相结构都由ABO 3立方钙钛矿相转化为Ruddlesden-Popper(RP)层状钙钛矿相,同时在表面析出Fe-Ru合金纳米颗粒.XRD结果表明,少量的A缺位(x=0.1)可以抑制在还原过程中的杂相生成,保证了B位金属析出后A 2BO 4层状相的稳定性.随后,对SOFC进行的电化学性能测试,随着A缺位的增加,PSFR x的电化学输出性能随之先上升后下降,A缺位的最佳缺位比例为x=0.1.在800℃下,以PSFR 0.1为阳极的电解质支撑单电池在加湿H 2和C 3H 8的最大功率密度分别为0.747和0.528 W/cm^(2).进一步,在以C 3H 8为燃料气、恒电流为0.15 A/cm^(2)条件下对PSFR 0.1为阳极的单电池进行放电测试,实现了稳定的功率输出.

不同前驱物对Ni催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应的影响

考察了由硝酸镍 ,醋酸镍和氯化镍为前驱物制备的催化剂 (分别记为Ni N ,Ni Ac和Ni Cl)对催化甲烷部分氧化反应的影响 ,并结合TPR ,XRD和TG等手段对催化剂进行了表征 .结果表明 ,Ni Ac催化剂在 6 2 5℃就能自引发甲烷部分氧化反应 ,而在Ni N和Ni Cl催化剂上 ,直到 75 0℃甲烷部分氧化反应仍未能引发 .三种催化剂上的反应结果表明 ,Ni N和Ni Ac的催化活性较高 ,Ni Cl的催化活性较低 .90 0℃下的高温反应结果表明 ,Ni N具有较强的的抗烧结能力 ,而Ni Ac的抗烧结能力较差 .在n(CH4) /n(O2 ) =2 4,θ =80 0℃下 ,Ni N和Ni Ac使用 2 0h后表面明显积碳 ,而Ni Cl表面几乎无积碳 ,表明Ni

蓖麻油催化加氢制备生物航空煤油（英文）

蓖麻油是一种重要的多功能非可食用油,是一种重要的工业原料,但有关研究蓖麻油制备生物航煤的技术很少,因为蓖麻油的高粘度和高含氧量,并不符合美国宇航局ASTM D7566标准.本工作通过加氢脱氧和加氢异构化技术,分别用NiMo/Al2O3和Ni-W/SAPO-11作为催化剂,通过连续流动固定床微反加氢反应器反应制备了高质量和高收率的生物航煤.由于蓖麻油含氧量高,在加氢脱氧过程中碳沉积和水蒸气是影响催化剂失活的主要原因,通过二氧化钛改性的氧化铝可提高水热稳定性及减少碳沉积.通过热重分析、比表面等分析和催化剂寿命测试,得到了最佳结果,对工业化应用有重要的指导作用.通过Ni-W/SAPO-11催化剂,在260℃,3 MPa,1 h^-1的条件下,加氢脱氧产物C17-C18被进一步转化成C8-C16的生物航煤组分,且催化剂具有高酸强度和裂化活性.另外,低温和高催化活性更有助于减少生产成本.