分子筛固载镍希夫碱金属配合物的催化氧化性能研究

以NaX 13型分子筛为载体 ,固载一种新型五齿含氮、氧希夫碱Ni(II)配合物 .考察了NaX 13型分子筛固载镍希夫碱金属配合物 (Nisalnpyen NaX)在不同反应条件下 ,对苯乙烯氧化成苯甲醛反应的催化性能 。

载镍炭分子筛膜的制备及其气体透过性能

采用热固型共聚磺化酚醛树脂在多孔Al2O3管外侧经涂覆、固化、离子交换和热解的方法制备了一种载镍炭分子筛膜.用扫描电子显微镜观察了载镍炭分子筛膜和无镍炭分子筛膜的表面形态,结果表明无镍炭分子筛膜的表面十分光滑,而载镍炭分子筛膜表面呈明显的颗粒堆积状.XRD分析表明载镍炭分子筛膜中镍以硫化物存在.500℃热解所得载镍炭分子筛膜35℃,1.013 2×105Pa时O2通量为32 GPU[1GPU=1×10-6cm3(STP)/s.cm2.cmHg],O2/N2分离系数为6.7.700℃热解所得载镍炭分子筛膜室温空气储存45天后,35℃时对H2,CO2,O2,N2,CH4等气体的透过通量波动小于8%,而透过选择性几乎不变.

载镍碳纳米管的载镍量分析

采用灼烧法预处理、丁二酮肟重量分析法来测定载镍碳纳米管的载镍量 ,获得稳定而准确的分析结果。结果表明 ,制备载镍碳纳米管催化剂时所加入的镍并不全部吸附在碳纳米管上 ;

多孔碳负载镍纳米颗粒的制备及催化氨硼烷水解制氢

合成了蜂窝状的分级多孔碳,并以多孔碳为载体通过浸渍-化学还原法制备碳载镍(Ni/C)作为催化氨硼烷水解制氢的催化剂。采用XRD、BET、SEM、Raman、TEM等手段对样品进行了表征并研究了Ni/C室温催化性能。结果显示,多孔碳比表面积高达737 m2·g-1,具有部分石墨化结构;负载的非晶态镍纳米颗粒平均粒径约为10 nm,均匀分布在碳基材。碳载镍对氨硼烷水解反应具有良好的催化活性,镍负载量为30wt%时催化性能最佳,298 K温度下放氢速率达到1 304.67 m L·min-1·g-1,活化能为29.1 k J·mol-1,并且具备一定的催化稳定性,表明Ni/C可作为一种廉价高效的催化剂应用于催化氨硼烷水解制氢。

铜渣载镍催化剂催化气化松木屑的实验研究

采用二级固定床管式反应器,以松木屑为原料,水蒸气为气化介质,载镍铜渣为催化剂,结合XRD、TEM、BET、SEM、H_2-TPR等表征手段,考察了不同的镍载量、催化剂焙烧温度以及催化温度对生物质催化气化的影响。结果表明,铜渣载镍催化剂有相对低的比表面积,但它表现出极好的抗积炭性能和裂解焦油的能力。镍载量为2.0%的催化剂经过600℃焙烧后,氢气产量为26.91mmol/g,碳转化率达到了94.86%,积炭仅为0.16%;当催化温度从850℃升高到900℃时,氢气产量只增加了0.28mmol/g,综合考虑能源消耗、催化性能以及设备损耗等因素,最佳的催化温度为850℃。由此可见,铜渣在镍催化剂上的应用可实现废物回收利用,有着重要的实用价值。

载镍沸石上NH_3-TPD脱附峰的非酸性探讨

NH3-TPD技术表征固体催化剂的酸性似乎已很成熟,其实不然。如该技术表征HZSM-5沸石时,有作者观察到773K左右的高温脱氨峰,而有些作者则检测不到。诚然,各作者间所用试样及预处理条件等存在差异,但实验装置和实验操作条件不同带来的影响也不可忽视。此外,该技术在用于表征一些新的较复杂的催化剂时,其程脱谱也会呈现出新现象,这些现象有时是不能通过酸性来解释的,这是因为NH3作为探针分子不仅具有碱性,同时还有还原性和配位性。本文对载镍沸石上NH3-TPD谱图中出现的某些新峰进行了剖析和归属。

大比表面积惰性Al_2O_3的合成及其载镍催化剂的评价

以硝酸铝为铝源、尿素为还原剂,采用微波辐射法制备了具有α物相的大比表面积惰性A12O3,考察了制备条件对生成惰性A12O3 （DX A12O3）的影响;采用浸渍法制备了NiO/DX A12O3催化剂,并用微反实验装置考察了催化剂对模拟汽油中二烯烃的选择性加氢性能;采用XRD,BET,NH3TPD,SEM等方法对合成的DX Al2O3及其催化剂进行了表征.结果表明,用微波法合成的DX A12O3的物相以αA12O3为主,形貌呈碎片状,比表面积可达到200 m2/g以上.适宜的合成条件为：硝酸铝与尿素摩尔比2.5～3.0,微波功率600 W,辐射时间为触发反应的时间.NiO/DX A12O3催化剂经加氢活化后,在常压、80 ℃、液时空速6h-1、氢油体积比100∶1的条件下,对模拟汽油中二烯烃的转化率及选择性均达到100％.

硅掺杂氧化铝及其载镍催化材料的制备与表征

以拟薄水铝石为前驱物,分别运用混捏法和浸渍法制备硅掺杂氧化铝载体,并以此氧化铝为载体采用等体积浸渍法制备了负载型镍基催化剂,采用BET、NH3-TPD、XRD、UV-vis及H2-TPR对样品进行了表征。结果表明,两种掺杂方式对氧化铝载体孔结构影响不大,但对氧化铝表面性质影响较大。混捏法引入硅后,硅进入氧化铝晶格空位,造成氧化铝晶体结构发生变化,使活性组分镍在其表面的分布以晶格空位为主,载体与活性组分间相互作用较强;而浸渍法引入硅的氧化铝表面晶格空位被二氧化硅优先占据,因而负载活性组分后,活性组分镍无法进入氧化铝晶格,只能以游离态分布于表面,与载体之间相互作用较弱,可还原度提高。

载镍橄榄石催化剂对棉秆热解的影响

为了揭示催化剂对生物质热解过程的影响,文章以新疆棉秆为原料,研究了橄榄石及载镍橄榄石(NiO-olivine)对棉秆热解产物的影响规律,并对其物理、化学性质进行表征。研究结果表明:催化剂对生物质热解起到双重作用,一方面,促进半焦的进一步热解,提高生物质热解过程中碳的转化率和原料的利用率,另一方面,对热解焦油的裂解具有较好的催化作用,促进了焦油和甲烷的裂解/重整反应,从而提高了气体产率,H2含量提高一倍。生物质热解过程中,催化剂表面的NiO被热解气还原形成单质Ni充当活性中心;随着热解温度的升高,催化剂的催化效果更加明显;随着NiO负载量的增加,催化剂的催化活性不断增强,当负载量大于7%时,催化剂的自还原消耗大量的热解气导致产气中的H2和CO含量大幅度降低,CO2和H2O含量增加。该研究结果有助于深入了解镍基催化剂对生物质热解的影响机制,为生物质催化气化提供参考依据。

载镍活性炭催化剂的制造

在电化学处理中,活性炭常被用来作为催化物质赖以沉积的载体。活性炭由于表面积大,有特殊的孔隙结构、特殊的表面化学特性,因而具有活性。当前,活性炭作为镍催化剂的载体用于油脂氢化或石油提炼尚很少。石油工业主要利用有载体的催化剂进行加氢精制,加氢处理、加氢裂化以及氢化反应,本文目的是开发一种载于活性炭的镍催化剂,使用于油脂氢化和石油精炼。

钨修饰对镍载氧体的沼气化学链重整制氢性能影响

沼气中含有约60%CH_(4)和40%CO_(2),可以作为化学链重整(chemical looping reforming,CLR)的原料。以高铝耐火砖为惰性载体负载Ni作为载氧体(oxygen carrier,OC),在无H_(2)S的条件H_(2)产率和CO产率较高,且沼气中的CH_(4)和CO_(2)能够完全转化。前期的研究显示沼气中含有的少量H_(2)S会对载氧体(OC)活性产生负面影响,导致载氧体失活。根据已有文献,钨元素能够抑制H_(2)S对催化剂的毒化作用。本文以高铝耐火砖为惰性载体,制备了同时含有W和Ni的载氧体、改变Ni和W的浸渍顺序,探究W对化学链重整制氢特性的影响。将1000μL/L H_(2)S和CH_(4)/CO_(2)为3/2的气氛混合来模拟含硫沼气,在批次进料流化床反应器中开展多种工况下的实验。结果显示,经钨修饰后载氧体的催化性能均有一定的降低,而不同的钨修饰顺序对重整性能也具有一定的影响。对于不掺杂H_(2)S的沼气,相对于OC-Ni=W(镍和钨同时负载)和OC-W-Ni(先负载钨后负载镍)而言,OC-Ni-W(先负载镍后负载钨)具有更高的催化性能。在沼气中掺杂1000μL/L H_(2)S后,相对于其他两种载氧体,OC-Ni-W载氧体具有更高的CO产率和H_(2)产率。

多壁碳纳米管载镍对镁基合金储氢性能影响

采用化学法制备多壁碳纳米管载镍催化剂(Ni/MWNTs),并将其加入到镁粉中,结合氢化燃烧合成(HydridingCombustionSynthesis,HCS)和机械球磨(MechanicalMilling,MM),即HCS+MM复合技术制备Mg85-Nix/MWNTs15-x(x代表质量百分数,x=3,6,9,12)合金。通过X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描电镜以及气体反应控制器研究了材料的晶体结构、微观形貌和吸放氢性能。结果表明:Mg85-Ni9/MWNTs6合金具有最佳综合吸放氢性能,其在373K,吸氢量达到5.68%(质量分数,下同),且在100s内就基本达到饱和吸氢量;在523K,1800s内的放氢量达到4.31%。Ni/MWNTs催化剂的添加,不但起到催化的作用,而且MWNTs具有优异的纳米限制作用,使得催化剂的粒径限制在纳米级,有利于限制产物中Mg2NiH4颗粒的长大。另外Ni与MWNTs存在协同催化作用,当它们达到一定比例时,对合金的吸放氢促进作用达到最优化,明显改善了合金的吸放氢性能。

以泡沫镍载NiCo_2O_4纳米线阵列为阴极催化剂的Al-H_2O_2半燃料电池

研究了以泡沫镍载NiCo2O4纳米线阵列为阴极催化剂的Al-H2O2半燃料电池的性能.以无模板生长法制备了泡沫镍载NiCo2O4纳米线阵列阴极材料,SEM测定结果表明,NiCo2O4纳米线几乎垂直于泡沫镍载体表面生长.以电压和功率密度-电流密度曲线研究了H2O2浓度、电解液流速和温度对电池性能的影响,结果显示,以铝片为阳极,0.6 mol/L H2O2为氧化剂的电池的开路电压约为1.40 V;在室温和57℃下,电流密度为98和172 mA/cm2时,最大功率密度分别达到79和120 mW/cm2.在5000 s的测试时间内,0.70 V的恒电流密度和75 mA/cm2的恒电压值几乎为一常数,这表明以泡沫镍载NiCo2O4纳米线阵列为催化剂电还原H2O2具有很好的活性、稳定性和传质性能.

基于镍基载氧剂的甲烷化学链燃烧机理与优化

基于吉布斯自由能最小化原理,在Aspen Plus软件上建立了Ni O-CH4化学链燃烧模型。通过计算反应器内的化学平衡,分析了反应物摩尔比、反应温度、反应压力和气体流量等对反应器出口气相产物组成的影响,明确了Ni O-CH4化学链燃烧的反应机理,进而对Ni O-CH4化学链燃烧的反应条件进行了优化。实验结果表明,当n（Ni O）∶n（CH4）≤1时,燃料的燃烧以甲烷重整反应为主;当14时,全部发生还原反应,生成CO2和H2O。当n（Ni O）∶n（CH4）=4、反应温度为1 000~1 100 K时,Ni O-CH4化学链燃烧效率的效率最高;适当提高反应压力有助于提高CH4化学链燃烧效率,抑制其他反应的发生,但反应压力不宜大于8 MPa;在满足燃烧器功率的要求下,应尽量降低气体流量。

载药带膜型镍钛金属支架体外溶出度试验

目的 考察载药带膜镍钛金属支架中粉防己碱体外溶出度。方法 模拟人体食道环境 ,用紫外分光光度法测定了载药带膜镍钛合金支架中药物的体外溶出度。结果 释药方程log(10 0Rn) =0 .0 115t +2 .1730 (t =0～ 16 8h) ,r =0 .980 5 ,T50 =4 1.39h ,Td =5 3.0 1h ,Kr =0 .0 115 (h - 1)。结论 该支架体外释药符合一级释药模式 ,具有缓释特点 ,能满足治疗需要。

担载型镍催化剂上丙烯吸附与反应的TPSR、EPR、XPS和UV-DRS研究

用 TPSR、 NH3-TPD、 XPS、 EPR和 UV-DRS等手段对担载型镍催化剂上丙烯吸附与齐聚反应的特征进行了系统的考察。结果发现 ,以 Si O2 -Al2 O3、γ-Al2 O3、HZSM-5为载体的镍催化剂上 ,除两类强弱不同的酸中心外 ,还存在第 3类活性中心 ,即配位型镍催化活性中心。催化剂表面 Ni+是丙烯吸附与齐聚反应的活性中心 ,并提出一种新的丙烯齐聚反应机理。

担载型镍催化剂上CH_4/CO_2重整反应的研究 Ⅱ.添加Co对Ni/Al_2O_3催化剂性能的影响

考察了ＣＯ助剂对Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３催化剂的活性和抗积炭性能的影响，发现添加少量Ｃo使催化剂 的抗积炭能力显著增强．ＴＰＲ、ＸＲＤ结果表明，Ｃo的添加降低了金属镍的分散度，并促进了尖晶石 ＮｉＡＩ２Ｏ４的生成．

载体对镍基载氧剂化学链燃烧反应特性的作用

采用热重分析仪（TGA）研究了三种镍基载氧剂在化学链燃烧中的循环反应特性,考察了添加不同载体对载氧剂循环反应性能的影响,分析了影响载氧剂转化率的因素。实验结果表明,烧结使得NiO循环反应活性随着循环次数的增加而降低;添加铝酸镍（NiAl2O4）和铝酸钙（12CaO·7Al2O3）载体以后,镍基载氧剂比表面积和孔隙率得到提高,载体能有效抑制颗粒之间的烧结,使载氧剂的循环反应活性保持稳定。

泡沫镍载铂催化硼氢化钠水解制氢

设计了一套硼氢化钠制氢系统,利用单片微控制器实现系统中的温度、流量、压力等多参数的集成控制,为燃料电池提供流量和压力可调的氢源。制备了NaBH4水解制氢用泡沫镍载铂和泡沫镍载钯催化剂,实验结果表明,由于反应过程中附着在泡沫镍纤维上的钯颗粒严重脱落,使得泡沫镍载钯催化剂在使用寿命及稳定性方面远不如泡沫镍载铂催化剂。而使用泡沫镍载铂催化剂时,产氢速率随着催化剂用量的增加而升高;NaBH4溶液浓度较低时,产氢速率会随溶液浓度升高而增加,但是太高的浓度反而会使产氢速率降低;增加溶液中NaOH浓度会使反应速率快速降低,当NaOH浓度高于2%时,反应基本停止。计算了NaBH4制氢能量体系,并研发了一套集成NaBH4制氢系统及PEMFC系统的示范应用装置。

活性物质分布对镍基载氧体固定床化学链燃烧的影响

采用实验的方法,以空气和甲烷为反应气体,研究了活性物质分布对镍基载氧体固定床化学链燃烧的影响.实验结果表明:气体流量会同时对温升和反应速率产生影响,其中对反应速率影响更大,流量越大,反应速率越大,温升越大;半活性颗粒对应的反应器轴心处各点最大温升大于全活性颗粒对应的轴心处各点最大温升;相同条件下全活性颗粒的反应速率略大于半活性颗粒.研究结果表明,半活性颗粒更有利于活性物质反应完全,其反应特性更优.