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富氧条件下稀土修饰的Co/MOR催化剂上甲烷选择性催化还原一氧化氮性能 被引量:1
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作者 卢学斌 王虹 +1 位作者 丁福臣 李翠清 《工业催化》 CAS 2011年第2期36-39,共4页
以丝光沸石分子筛(MOR)为载体,采用浸渍法制备以钴为主活性组分和稀土金属为催化剂助剂的M(1)Co(10)/MOR(M=La、Ce、Pr和Nd)系列催化剂,考察其在富氧条件下选择性催化还原NO的性能。采用XRD、热重-质谱连用系统和NH_3-TPD等方法对催化... 以丝光沸石分子筛(MOR)为载体,采用浸渍法制备以钴为主活性组分和稀土金属为催化剂助剂的M(1)Co(10)/MOR(M=La、Ce、Pr和Nd)系列催化剂,考察其在富氧条件下选择性催化还原NO的性能。采用XRD、热重-质谱连用系统和NH_3-TPD等方法对催化剂进行表征。XRD结果表明,Co物种主要以Co_3O_4形式存在。活性评价结果显示,催化剂助剂种类对催化剂活性有影响,添加La或Pr为助剂的催化剂活性较好,344℃和363℃的NO转化率分别达到45.5%和48.3%。 展开更多
关键词 催化化学 富氧条件 一氧化氮 丝光沸石 甲烷选择性催化还原
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双功能催化剂中分子筛组分的结构对合成气转化过程中甲烷选择性的影响 被引量:1
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作者 梁耀镇 吕帅 +2 位作者 张煜华 王立 李金林 《化学与生物工程》 CAS 2022年第8期16-20,共5页
利用氧化物-分子筛双功能催化剂能够高效催化CO加氢转化为各类高附加值化学品,氧化物组分与分子筛组分之间的空间距离对产物选择性至关重要,当空间距离较近时会促进甲烷的生成.以CoMn催化剂为氧化物组分,与不同分子筛分别进行物理混合,... 利用氧化物-分子筛双功能催化剂能够高效催化CO加氢转化为各类高附加值化学品,氧化物组分与分子筛组分之间的空间距离对产物选择性至关重要,当空间距离较近时会促进甲烷的生成.以CoMn催化剂为氧化物组分,与不同分子筛分别进行物理混合,设计了一系列模型双功能催化剂,考察了双功能催化剂中分子筛组分的结构对合成气转化过程中甲烷选择性的影响.结果表明,与CoMn催化剂相比,双功能催化剂中分子筛组分的Al物种是提高甲烷选择性的根本原因,Al物种能够促进H_(2)的解离,当与CoMn催化剂接触时会促进CH_(x)物种的加氢,提高甲烷选择性. 展开更多
关键词 氧化物-分子筛 双功能催化剂 合成气转化 甲烷选择性
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Ni/W-Al_(2)O_(3)催化剂在富氢气体中CO选择性甲烷化的研究
3
作者 夏勇辉 沈卫华 +1 位作者 王杰 方云进 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期150-154,共5页
采用等体积浸渍法在Ni基催化剂上添加W助剂制备Ni/W-Al_(2)O_(3)催化剂,探究Ni负载量、W摩尔分数和焙烧温度对催化剂CO选择性甲烷化的影响。利用XRD、N_(2)-物理吸附、H_(2)-TPR、NH_(3)-TPD、CO_(2)-TPD、TEM等对催化剂进行表征。结果... 采用等体积浸渍法在Ni基催化剂上添加W助剂制备Ni/W-Al_(2)O_(3)催化剂,探究Ni负载量、W摩尔分数和焙烧温度对催化剂CO选择性甲烷化的影响。利用XRD、N_(2)-物理吸附、H_(2)-TPR、NH_(3)-TPD、CO_(2)-TPD、TEM等对催化剂进行表征。结果表明,有W的催化剂在低温下活性很差,不能提高活性。在Ni负载量为20%、W摩尔分数为0.05、焙烧温度为900℃、空速为4800 h^(-1)的条件下,反应温度在207~339℃范围内,20%Ni/0.05W-Al_(2)O_(3)-900℃催化剂能使CO出口体积分数始终小于10μL/L,CH_(4)出口体积分数小于2%。 展开更多
关键词 CO脱除 CO选择性甲烷 NI基催化剂 W助剂 Al_(2)O_(3)载体
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纳米ZrO_2负载Ni催化剂催化CO选择性甲烷化 被引量:21
4
作者 莫欣满 董新法 +1 位作者 刘其海 林维明 《石油化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期656-661,共6页
利用表面活性剂辅助模板机理,结合水热法合成出纳米有序的多孔 ZrO_2载体,采用等体积浸渍法制备了 Ni/ZrO_2催化剂;采用固定床微反装置评价了 Ni/ZrO_2催化剂对富氢气体中低含量 CO 选择性甲烷化反应的催化性能;采用 X 射线衍射和程序... 利用表面活性剂辅助模板机理,结合水热法合成出纳米有序的多孔 ZrO_2载体,采用等体积浸渍法制备了 Ni/ZrO_2催化剂;采用固定床微反装置评价了 Ni/ZrO_2催化剂对富氢气体中低含量 CO 选择性甲烷化反应的催化性能;采用 X 射线衍射和程序升温还原等方法对载体和催化剂进行了表征。实验结果表明,利用模板剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)制备的 ZrO_2载体再负载质量分数4%Ni 的 Ni/ZrO_2催化剂具有优异的催化活性,可将 CO 体积分数从1.1%降至0.01%以下,且该催化剂在220~260℃内均能保持较高的活性和选择性。表征结果显示,以 CTAB 为模板剂制备的多孔性纳米 ZrO_2具备优良的载体性能,能促进活性组分 Ni 的分散,载体与活性组分 Ni 之间存在较强的相互作用,提高了催化剂的活性。 展开更多
关键词 纳米氧化锆 富氢气体 一氧化碳 选择性甲烷
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富氢气氛下CO选择性甲烷化反应行为及工艺条件 被引量:9
5
作者 单译 郭瓦力 +2 位作者 吕海丽 孙业涛 宋焱 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期14-16,22,共4页
在采用溶胶-凝胶法制备镍基催化剂的基础上研究富氢气氛下CO选择性甲烷化反应行为及工艺条件;考察了反应温度和空速对富氢气氛下CO选择性甲烷化工艺的影响,并通过正交实验确定了相对较适宜的工艺条件。在反应温度为280℃,空速为1800h-1... 在采用溶胶-凝胶法制备镍基催化剂的基础上研究富氢气氛下CO选择性甲烷化反应行为及工艺条件;考察了反应温度和空速对富氢气氛下CO选择性甲烷化工艺的影响,并通过正交实验确定了相对较适宜的工艺条件。在反应温度为280℃,空速为1800h-1的条件下,CO可以降至0,H2对CO选择性大于96%。完全可以满足质子交换膜燃料电池对氢源的要求。 展开更多
关键词 氢气 一氧化碳脱除 选择性甲烷 工艺条件 燃料电池
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泡沫金属微反应器内富氢重整气中CO选择性甲烷化 被引量:9
6
作者 高军 董新法 林维明 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期337-342,共6页
在微反应器中,用泡沫金属镍为载体负载4Ni-2Ru/ZrO2双金属催化剂,用于选择性甲烷化去除富氢重整气中的CO。考察了催化剂负载方法、焙烧温度和空速等对CO选择性甲烷化的影响,借助X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H2-TPR)等手段对催化... 在微反应器中,用泡沫金属镍为载体负载4Ni-2Ru/ZrO2双金属催化剂,用于选择性甲烷化去除富氢重整气中的CO。考察了催化剂负载方法、焙烧温度和空速等对CO选择性甲烷化的影响,借助X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H2-TPR)等手段对催化剂制备方法与催化性能的关系进行了探讨。结果表明,直接将4Ni-2Ru/ZrO2催化剂涂布在泡沫镍片上,350℃下焙烧,反应温度为260℃,空速为2 000 h-1-6 000 h-1,可将富氢转化气中CO降至30×10^-6以下,其中空速为5 000 h-1,可将CO出口浓度降至7×10^-6,CO2的转化率低于1.5%。反应温度在260℃-300℃,CO的转化率在99.6%以上,CO出口浓度在50×10^-6以下。 展开更多
关键词 选择性甲烷 微反应器 泡沫镍
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富氢重整气中微量一氧化碳的选择性催化甲烷化 被引量:9
7
作者 刘其海 莫欣满 +1 位作者 董新法 林维明 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期58-62,67,共6页
质子交换膜燃料电池已成为汽油内燃机动力最具竞争力的洁净取代动力源,其所用的富氢重整气中微量的CO对电池电极的毒化作用会严重降低燃料电池的效率。文章对采用选择性甲烷化法去除富氢重整气中微量CO的催化剂的研究现状进行了综述,简... 质子交换膜燃料电池已成为汽油内燃机动力最具竞争力的洁净取代动力源,其所用的富氢重整气中微量的CO对电池电极的毒化作用会严重降低燃料电池的效率。文章对采用选择性甲烷化法去除富氢重整气中微量CO的催化剂的研究现状进行了综述,简述了载体和改性助剂对催化剂性能的影响,并阐述了CO和CO2甲烷化过程机理的差异。 展开更多
关键词 富氢重整气 一氧化碳 选择性甲烷 催化
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微通道反应器内CO的选择性甲烷化净化 被引量:4
8
作者 董新法 刘文跃 +1 位作者 高军 林维明 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期44-48,69,共6页
为了有效去除富氢重整气体中少量的CO,将4 Ni-2Ru/ZrO_2双金属催化剂均匀涂布到微通道反应器中,运用CO选择性甲烷化方法来净化CO.考察了焙烧温度、催化剂的涂布方法、CTAB/Zr摩尔比和空速对催化剂性能的影响.实验结果表明:CTAB/Zr的摩... 为了有效去除富氢重整气体中少量的CO,将4 Ni-2Ru/ZrO_2双金属催化剂均匀涂布到微通道反应器中,运用CO选择性甲烷化方法来净化CO.考察了焙烧温度、催化剂的涂布方法、CTAB/Zr摩尔比和空速对催化剂性能的影响.实验结果表明:CTAB/Zr的摩尔比为0.35、空速为14286h^(-1)、每次涂布催化剂浆液后350℃下焙烧时,所制备的催化剂表现出良好的低温活性,反应温度为260℃时可将CO的出口含量降低到0.001 3%(体积分数);CTAB/Zr摩尔比为0.35、每次涂布浆液后350℃下焙烧的催化剂,适宜的空速范围为13000~20000h^(-1)。 展开更多
关键词 CO净化 选择性甲烷 富氢重整气 微通道反应器
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溶胶-凝胶法制备镍基CO选择性甲烷化催化剂 被引量:3
9
作者 单译 郭瓦力 +2 位作者 孙业涛 宋焱 吕海丽 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期318-321,326,共5页
提出采用溶胶-凝胶法制备镍基催化剂的工艺,考察了NiO的担载量、焙烧温度等制备条件在氢气纯化中对催化活性的影响,利用SEM、BET等手段对催化剂进行了表征。在一定条件下,CO可以降至0,H2对CO选择性大于99%,完全可以满足质子交换膜燃料... 提出采用溶胶-凝胶法制备镍基催化剂的工艺,考察了NiO的担载量、焙烧温度等制备条件在氢气纯化中对催化活性的影响,利用SEM、BET等手段对催化剂进行了表征。在一定条件下,CO可以降至0,H2对CO选择性大于99%,完全可以满足质子交换膜燃料电池对氢源的要求。 展开更多
关键词 富氢气氛 选择性甲烷 镍基催化剂
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微通道反应器内Ni-Ru/ZrO_2催化剂上CO选择性甲烷化 被引量:5
10
作者 刘文跃 董新法 林维明 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2009年第7期711-715,共5页
利用微通道反应器,对富氢重整气在Ni-Ru/ZrO2催化剂上的CO选择性甲烷化反应进行了研究;考察了反应温度、原料气中CO含量和CO2含量对Ni-Ru/ZrO2催化剂活性的影响,并考察了Ni-Ru/ZrO2催化剂的稳定性。实验结果表明,在微通道反应器中,Ni-Ru... 利用微通道反应器,对富氢重整气在Ni-Ru/ZrO2催化剂上的CO选择性甲烷化反应进行了研究;考察了反应温度、原料气中CO含量和CO2含量对Ni-Ru/ZrO2催化剂活性的影响,并考察了Ni-Ru/ZrO2催化剂的稳定性。实验结果表明,在微通道反应器中,Ni-Ru/ZrO2催化剂对CO选择性甲烷化反应具有良好的活性,当原料气中CO体积分数不大于1.0%时,在260~300℃内可将CO出口体积分数降至1×10-4以下;CO出口体积分数的最低值随原料气中CO含量的增加而增大,当原料气中CO含量增加到一定程度时,需采用温度梯级甲烷化法才能将CO出口体积分数降至1×10-4以下;120h的稳定性实验结果表明,Ni-Ru/ZrO2催化剂具有良好的稳定性,CO转化率均保持在99.50%以上。 展开更多
关键词 一氧化碳选择性甲烷 富氢原料气 镍-钌催化剂 微通道反应器 脱除一氧化碳
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选择性氧化甲烷制取合成气的镍基氧载体性能研究 被引量:1
11
作者 魏永刚 王华 张翅远 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期47-51,56,共6页
以氧载体中的晶格氧实现甲烷的选择性氧化制取合成气是一种新颖的合成气制备方法,其技术关键在于研制出一种选择性强、循环性能好的氧载体。本文通过热力学分析方法,对以NiO为氧载体活性组分的反应平衡组成进行了计算模拟,结果显示,以... 以氧载体中的晶格氧实现甲烷的选择性氧化制取合成气是一种新颖的合成气制备方法,其技术关键在于研制出一种选择性强、循环性能好的氧载体。本文通过热力学分析方法,对以NiO为氧载体活性组分的反应平衡组成进行了计算模拟,结果显示,以该氧载体进行的选择性氧化甲烷反应在热力学上是可行性。固定床实验表明,当晶格氧充足时,能够获得H2与CO的摩尔比接近2的合成,氧载体表现出较高的选择性氧化性能,而当晶格氧不足时,甲烷裂解反应明显。热重循环实验发现,当添加SiO2、MgO和Al2O3三种粘结剂后,氧载体的循环性能与纯NiO相比得到了显著提高,其中NiO/Al2O3氧载体在4500s里顺利完成了三个氧化还原循环,并保持了较高的转化度。 展开更多
关键词 选择性氧化甲烷 Ni基氧载体 晶格氧 合成气
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CO选择性甲烷化的研究进展 被引量:4
12
作者 纪子柯 包成 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期120-132,共13页
CO选择性甲烷化被认为是适用于低温燃料电池的、最具发展潜力的CO深度去除技术,而该技术大规模应用的关键在于高性能负载型催化剂的开发。本文综述了近些年来CO选择性甲烷化的研究进展,以催化剂的选取和评判标准为起点,着重论述了CO和CO... CO选择性甲烷化被认为是适用于低温燃料电池的、最具发展潜力的CO深度去除技术,而该技术大规模应用的关键在于高性能负载型催化剂的开发。本文综述了近些年来CO选择性甲烷化的研究进展,以催化剂的选取和评判标准为起点,着重论述了CO和CO_(2)甲烷化的反应机理、粒径效应以及载体和助剂对催化剂活性和选择性的影响,最后总结了CO选择性甲烷化的研究并对未来的研究方向进行了展望。分析表明,选取合适的活性组分负载量以及载体和助剂可以大幅度提高催化剂的CO甲烷化活性,而通过氯离子改性以及Ru-Ni双金属的制备来控制金属-载体作用界面则是提高催化剂CO甲烷化选择性的关键。指出对甲烷化反应机理的研究和具有长期稳定性催化剂的开发是未来CO选择性甲烷化研究的重点。 展开更多
关键词 CO选择性甲烷 催化剂 反应机理 活性 粒径效应 载体
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CO选择性甲烷化催化剂研究进展 被引量:5
13
作者 王志彬 杜娟 孙树英 《工业催化》 CAS 2017年第3期13-17,共5页
经过重整反应等制备的富氢气体中通常含有微量CO,当其用于质子交换膜燃料电池或合成氨反应时,导致活性组分中毒而失活。采用CO选择性甲烷化反应可将CO去除,具有广阔的应用前景。综述富氢气体中CO选择性甲烷化催化剂研究进展,重点包括Ru... 经过重整反应等制备的富氢气体中通常含有微量CO,当其用于质子交换膜燃料电池或合成氨反应时,导致活性组分中毒而失活。采用CO选择性甲烷化反应可将CO去除,具有广阔的应用前景。综述富氢气体中CO选择性甲烷化催化剂研究进展,重点包括Ru基催化剂、Ni基催化剂以及Ru-Ni双金属催化剂。 展开更多
关键词 催化剂工程 CO选择性甲烷 富氢气氛 Ru基催化剂 NI基催化剂 Ru-Ni双金属催化剂
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前驱体对Ru/CeO2-ZrO2-Al2O3催化剂CO选择性甲烷化的影响
14
作者 堵俊俊 刘鹏翔 +1 位作者 王靖超 高珠 《工业催化》 CAS 2020年第1期45-49,共5页
以CeO2-ZrO2-Al2O3复合氧化物为载体,采用分步等体积浸渍法制备了不同Ru负载量及不同Ru前驱体的催化剂,并考察了这些因素对催化剂CO选择性甲烷化活性及为燃料电池供氢操作温度窗口的影响。结果表明,Ru负载量为1%的催化剂具有较好的CO选... 以CeO2-ZrO2-Al2O3复合氧化物为载体,采用分步等体积浸渍法制备了不同Ru负载量及不同Ru前驱体的催化剂,并考察了这些因素对催化剂CO选择性甲烷化活性及为燃料电池供氢操作温度窗口的影响。结果表明,Ru负载量为1%的催化剂具有较好的CO选择性甲烷化活性及最宽的操作温度窗口;以Ru(NO)(NO3)3为前驱体制备的催化剂,Ru金属分散度较差,低温CO甲烷化活性较低,高温CO甲烷化选择性较差,操作温度窗口仅为15℃;以RuCl3·xH2O为前驱体制备的催化剂具有良好的CO选择性、甲烷化活性及60℃操作温度窗口,且水洗除氯操作对催化剂性能影响不明显。 展开更多
关键词 催化剂工程 CO选择性甲烷 CeO2-ZrO2-Al2O3复合载体 Ru前驱体
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甲烷制卤代甲烷研究进展 被引量:1
15
作者 邵芸 姜健准 张明森 《工业催化》 CAS 2013年第11期5-10,共6页
甲烷的化学性质很不活泼,需经中间体才能将其转变成高附加值的化工产品。以卤代甲烷为中间体具有能耗低的优势,是一种潜在的甲烷活化方式。综述国内外甲烷制卤代甲烷研究进展,主要介绍不同卤素源条件下的反应机理及催化剂性质、反应条... 甲烷的化学性质很不活泼,需经中间体才能将其转变成高附加值的化工产品。以卤代甲烷为中间体具有能耗低的优势,是一种潜在的甲烷活化方式。综述国内外甲烷制卤代甲烷研究进展,主要介绍不同卤素源条件下的反应机理及催化剂性质、反应条件对单卤代甲烷选择性的影响。甲烷经氯代甲烷活化时,产物中一氯甲烷选择性与催化剂性质密切相关,亲电型催化剂能高选择性生成一氯甲烷;甲烷经溴代甲烷活化时,贵金属和非贵金属均可作为催化剂活性中心,且该反应可以根据后续产物的需要,调节产物组成和比例。甲烷溴代反应单卤代产物选择性高于甲烷氯代反应,但溴代反应需在较高温度进行。 展开更多
关键词 有机化学工程 甲烷 单卤代甲烷选择性 氯化反应 溴化反应
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氢气纯化技术研究进展 被引量:1
16
作者 李文彬 吴亚洲 +2 位作者 郑浩 姜晓峰 曾亮 《化学工业与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期47-70,共24页
氢气纯化技术通过物理或化学方法,将含氢原料气中的杂质去除,实现高体积分数H2制备以满足不同的工业需求,是氢能高效利用必不可少的环节。根据纯化原理的不同,可以将H_(2)纯化方法分为变压吸附、膜分离、深冷分离法等物理法,以及CO优先... 氢气纯化技术通过物理或化学方法,将含氢原料气中的杂质去除,实现高体积分数H2制备以满足不同的工业需求,是氢能高效利用必不可少的环节。根据纯化原理的不同,可以将H_(2)纯化方法分为变压吸附、膜分离、深冷分离法等物理法,以及CO优先氧化、CO选择性甲烷化、金属氢化物分离法等化学法,综述了不同纯化方法的技术原理和研究进展。H_(2)纯化过程应该根据原料气的组成特点、产品气的要求以及具体的纯化规模,选择合适的纯化方法。多种纯化方法的联合使用,新型纯化材料及过程强化工艺开发是氢气纯化技术的发展方向。 展开更多
关键词 氢气纯化 变压吸附 CO优先氧化 CO选择性甲烷
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可用于富氢重整气中CO消除的负载型Ni基甲烷化催化剂研究进展 被引量:1
17
作者 刘斌 姚楠 《工业催化》 CAS 2015年第8期579-584,共6页
富氢重整气中微量CO会引起燃料电池中Pt电极的永久性中毒而影响燃料电池的性能,通过CO甲烷化反应是消除富氢重整气中微量CO的有效方法。介绍了近年来在CO甲烷化Ni基催化剂组成、制备方法和催化机理等方面的研究进展。阐述了载体的性质... 富氢重整气中微量CO会引起燃料电池中Pt电极的永久性中毒而影响燃料电池的性能,通过CO甲烷化反应是消除富氢重整气中微量CO的有效方法。介绍了近年来在CO甲烷化Ni基催化剂组成、制备方法和催化机理等方面的研究进展。阐述了载体的性质、稀土和贵金属助剂以及制备方法对CO甲烷化Ni基催化剂性能的影响。研究重点通过优化载体、组成和制备方法制备新型Ni基催化剂,使其在低温下对CO甲烷化反应有着很好的催化活性、选择性和稳定性,同时抑制高温下CO2甲烷化反应和逆水煤气反应的发生。 展开更多
关键词 催化化学 富氢重整气 燃料电池 CO选择性甲烷化反应 NI基催化剂
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单原子催化:追寻催化领域的“圣杯”
18
作者 王思恺 闵祥婷 +2 位作者 乔波涛 颜宁 张涛 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第9期1-13,共13页
在催化领域,“圣杯”反应是指对人类未来具有显著的科学、经济和环境可持续性价值的反应.这些反应利用地球上丰富易得的资源,如CH_(4),H_(2)O,CO_(2)和N_(2)等,生产各种有价值的化工产品.尽管意义重大,但由于反应物的化学惰性和产物相... 在催化领域,“圣杯”反应是指对人类未来具有显著的科学、经济和环境可持续性价值的反应.这些反应利用地球上丰富易得的资源,如CH_(4),H_(2)O,CO_(2)和N_(2)等,生产各种有价值的化工产品.尽管意义重大,但由于反应物的化学惰性和产物相对活泼的特点,反应的转化率通常较低,对目标产物的选择性较差.目前,降低“圣杯”反应的活化能垒仍然是一个巨大的挑战,需要开发新型催化剂来应对以上挑战.单原子催化剂(SAC)含有部分带电的金属单原子物种,具有明确的、可调的结构,是一类很有前途的负载型催化剂,不仅可以提升催化性能,也为深入了解反应机制和构效关系提供便利.本文总结和评价了SAC在五个“圣杯”反应中的最新应用.围绕甲烷活化,介绍了甲烷温和氧化制甲醇和无氧甲烷偶联两类反应.热催化甲烷氧化通常需要引入共还原剂来提升催化活性,因此所采用的SAC通过多位点协同作用,实现串联催化过程以有效活化甲烷;而光催化过程则可在无共还原剂的情况下,通过不同单原子金属位点(如Au,Pd,Fe,W)与水或O_(2)的作用,产生活性氧物种,实现甲烷活化.目前用于甲烷氧化的SAC仍缺乏统一的设计和优化标准,在效率提升和机理研究等方面有很大发展空间.对于无氧甲烷偶联反应,目前开发的SAC主要有Fe,Pt和Pd基催化剂,其中单原子位点有助于抑制积碳,提升性能稳定性和产物选择性.然而,部分SAC在高温无氧气氛下难以维持其单原子结构,仍需进一步探索和优化.随后介绍了两种人工光合成反应,即水分解产氢和CO_(2)还原.对于光催化产氢,SAC独特且结构明确的位点可显著提升产氢乃至全解水的性能,也可用于产氢机理的深入研究.对于光催化CO_(2)还原,重点介绍了对生成CO,CH_(4)和CH_3OH具有高选择性的SAC,其中,单原子位点对于调节小分子中间体的吸附起到了重要作用,从而影响了选择性.许多用于人工光合成的SAC存在不止一种催化位点,这些位点可以协同提升目标反应的效率.最后,展示了SAC用于氮气活化合成氨的研究进展,大多采用非贵金属位点(如Fe,Co和La),通过特定的配位结构实现与N_(2)的特殊作用,以有效削弱N≡N键强度.本文最后总结了SAC在“圣杯”反应中的优势和面临的诸多挑战,并提出了该领域未来可能的发展方向,其中包括深入探究机理和构效关系,结合先进信息技术高效筛选符合条件的催化剂,以及设计新型催化位点以扩大催化材料的应用领域. 展开更多
关键词 单原子催化剂 人工光合成 选择性甲烷氧化 无氧甲烷偶联 光催化制氢 二氧化碳光还原 氮气活化
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费托合成钴基催化剂的研究进展 被引量:53
19
作者 孙予罕 陈建刚 +4 位作者 王俊刚 贾丽涛 侯博 李德宝 张娟 《催化学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2010年第8期919-927,共9页
费托合成油技术是煤炭、天然气等含碳资源清洁优化利用的重要途径,其关键问题之一是催化剂选择性的调控,即抑制甲烷生成和提高馏分油含量.近10年来,中国科学院山西煤炭化学研究所系统地开展了钴基费托合成催化剂及制备放大的工程基础研... 费托合成油技术是煤炭、天然气等含碳资源清洁优化利用的重要途径,其关键问题之一是催化剂选择性的调控,即抑制甲烷生成和提高馏分油含量.近10年来,中国科学院山西煤炭化学研究所系统地开展了钴基费托合成催化剂及制备放大的工程基础研究,包括钴分散度、还原度与甲烷生成之间的关系,载体表面疏水性对催化剂性能的影响,以及采用孔道限域等手段初步实现了产物的选择性调控.同时,初步阐明了甲烷生成的结构基础,并指明了新型馏分油催化剂研发方向.在此基础上,研制了新型钴基催化剂,其具有低甲烷选择性、高重质烃选择性和良好稳定性的特点.目前,对I型催化剂完成了实验室稳定性验证并实现了工业示范;对II型催化剂(甲烷选择性约2%~3%)完成了稳定性验证. 展开更多
关键词 费托合成 钴基催化剂 选择性控制 有机改性 甲烷选择性
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CuO/BiVO_(4)光催化剂的制备及光催化CO_(2)还原性能 被引量:2
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作者 宋颖颖 黄琳 +1 位作者 李庆森 陈立妙 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期151-159,共9页
基于类十面体钒酸铋(BiVO_(4))和氧化铜(CuO)纳米颗粒,构筑了CuO/BiVO_(4)异质结光催化剂;利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、光电流响应谱(I-t)、电化学阻抗谱(EIS)和... 基于类十面体钒酸铋(BiVO_(4))和氧化铜(CuO)纳米颗粒,构筑了CuO/BiVO_(4)异质结光催化剂;利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、光电流响应谱(I-t)、电化学阻抗谱(EIS)和荧光发射光谱(PL)对催化剂的形貌、结构和光电性能进行了表征和分析.结果表明,CuO纳米颗粒均匀地负载在BiVO_(4)的表面,通过控制铜源的用量可以调节CuO的含量,其含量对CuO/BiVO_(4)异质结的可见光吸收能力和光生载流子的分离效率有很大的影响.在气固反应体系下,对CuO/BiVO_(4)异质结的光催化还原CO_(2)的性能进行了研究.结果显示,光催化还原CO_(2)的主要产物为CO和CH_(4);随着CuO含量的增加,CO的产率逐渐降低,而CH_(4)的产率先增加后降低,最优化催化剂CuO/BiVO_(4)的CO和CH_(4)的产率分别为0.62和1.81μmol·g^(−1)·h^(−1),对CH_(4)的选择性达到最大值(93%).能带结构分析和电子顺磁共振(EPR)测试结果表明,CuO/BiVO_(4)中光生电荷的转移符合Z型转移机制.Z型异质结构的形成,促进了光生电子和空穴的分离,提升了催化体系的氧化还原能力. 展开更多
关键词 光催化 二氧化碳还原 Z型异质结 甲烷选择性
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