制备方法对Ni-Al2O3催化剂在CO2-CH4重整反应中催化性能的影响

为提高镍基催化剂的干法重整活性,采用溶液燃烧法、等体积浸渍法、胶体磨循环浸渍法和水热-沉积法制备了SCM、IM P、T310和HTP四种催化剂,在800℃考察了其在CO2-CH4重整反应中的催化性能,并结合ICP-AES、N2吸附-脱附、XRD、H2-TPR和TEM等表征手段对催化剂进行分析。结果表明,水热-沉积法和胶体磨循环浸渍法制备的催化剂比表面积较大,分别为190.83和182.21 m2/g,可为反应提供较多的接触面积,进而提高催化剂的初始活性(HTP试样CH4和CO2初始转化率相对较高,分别达85.15%和90.84%);而溶液燃烧法和等体积浸渍法制备的催化剂具有较多的Ni Al2O4尖晶石,其还原峰面积占总还原峰面积90%以上,还原后可获得更多晶粒粒径更小的稳定活性组分Ni(SCM和IMP试样稳定性更好,反应50 h后活性超过HTP和T310试样,100 h后CH4转化率方降至50%以下)。因此,决定催化剂稳定活性的更重要的因素应该是活性组分Ni晶粒粒径的大小及其抗烧结能力的强弱。

溶液燃烧法制备Ni-Al_2O_3催化剂用于CO_2-CH_4重整研究

采用溶液燃烧法制备了Ni含量为2wt%、4wt%、6wt%、8wt%和10wt%系列催化剂,并对反应前后催化剂进行N_2吸附–脱附、XRD、H_2-TPR、TPH、Raman、TEM和TG-DTG等表征。与等体积浸渍法（以溶液燃烧法制备的Al_2O_3为载体）制备的催化剂相比,溶液燃烧法制备的催化剂具有较大的比表面积,孔径分布可分为2~4.5 nm和4.5~10 nm两段,属典型的多级孔结构;NiO高度分散在载体上,与载体具有较强的相互作用,这种相互作用有利于提高催化剂的稳定性。催化剂210 h稳定性试验表明,溶液燃烧法制备的Ni含量为8wt%试样的CH_4转化率维持在90%左右,失活速率仅为0.035%/h,优于浸渍法制备的相同Ni含量催化剂。

氨基磺酸盐复合镀Ni-Al_2O_3

为了探讨镍基亚微米Al2O3复合共沉积过程中镀液中Al2O3分散量和电流密度对镀层中Al2O3复合量的影响,以及加入Al2O3颗粒和阳离子表面活性剂对阴极极化的影响,研究了氨基磺酸镍溶液中添加亚微米级Al2O3颗粒形成Ni-Al2O3复合镀层的共沉积过程,并分析了各参量之间的相互关系.结果表明:镍基亚微米Al2O3的共沉积符合两步吸附机理,且强吸附步骤为控制步骤;提高电沉积的阴极极化对亚微米在镀层中的复合有促进作用.

纳米Ni-Al_2O_3复合层的超声电沉积制备

采用超声 电沉积方法在常用金属表面制备纳米Ni Al2O3复合层。在试验的基础上,研究了超声波机械扰动效应对电解液传质过程的作用,超声波空化效应对纳米粒子团聚的抑制作用,脉冲电参数对控制晶粒成核及生长的作用。获得了由镍晶(20～60nm)和纳米Al2O3粒子构成的纳米级复合层。

温度和空速对CO甲烷化Ni-Al_2O_3催化剂性能影响

采用低温固相法制备Ni-Al_2O_3催化剂,考察反应温度和空速对Ni-Al_2O_3催化剂浆态床CO甲烷化性能的影响,并对反应后的催化剂进行XRD,BET,TPH,TG-DTG和TEM等进行表征。评价结果表明,反应温度增加,CO转化率先增大后趋于不变,较适宜的反应温度为290—305℃。反应空速增大,催化剂活性先增大后减小,空速为1 200 mL/(g·h)时,活性最好,其CO转化率、CH4选择性和收率分别为98.3%、95.8%和94.2%。寿命实验表明,该催化剂在经过10 h的诱导期后,活性趋于稳定,超过25 h后,活性开始下降。表征发现,温度升高和空速增大,均导致Al O(OH)增多,不利于反应进行;积炭反应伴随着消炭反应,温度越高,越有利于消炭反应发生。因此,反应温度和空速的选择需要综合考虑各方面的影响因素。

Ni-Al_2O_3纳米复合电镀工艺的初步研究

初步研究了复合电镀各工艺条件:电流密度、镀液pH值和温度以及搅拌方式对Al_2O_3纳米微粒在镍基复合镀层中含量的影响。研究表明:电流密度增大不利于提高镀层中纳米微粒的含量;pH值增大也明显使复合量降低;镀液温度升高,镀层中微粒的复合量随之略有改变;电镀时,加强搅拌或适当改变搅拌方式,可以使复合镀层中的纳米微粒含量提高。还利用扫描电镜及能谱对Ni-Al_2O_3镀层表面进行了观察与分析。

焙烧条件对浆态床CO甲烷化Ni-Al2O3催化剂性能的影响

结合行星式球磨机,采用机械化学法制备Ni-Al_2O_3催化剂,考察了焙烧温度和焙烧时间对Ni-Al_2O_3催化剂晶相结构、还原特征、孔道结构和浆态床CO甲烷化性能的影响。通过XRD、H2-TPR、BET、XPS和TPH等方法对反应前后催化剂进行表征。结果表明,焙烧温度从350℃升高到700℃,活性前体NiO仍在载体表面高度分散,催化剂还原峰温向高温方向偏移。其中,450℃条件下焙烧所获得的cat-450试样比表面积最大,为350 m2/g。评价结果显示,焙烧温度从350℃升高到700℃,CO转化率、CH_4选择性和收率均呈先升高后降低的趋势,于450℃达到最大值,分别为97.8%、88.2%和86.2%。另外,焙烧时间对催化剂的还原性能影响较小,对载体Al_2O_3的晶相结构有一定影响。随焙烧时间延长,CO转化率稍有降低,而后增大;焙烧时间为4 h,CH_4选择性和收率均较大。

基于BP神经网络的Ni-Al_2O_3镀层粒子复合量预测研究

采用超声波辅助电沉积法在A3钢表面制备了Ni-Al_2O_3镀层,通过BP神经网络对不同工艺参数下制备镀层的Al_2O_3粒子复合量进行预测,最后利用透射电镜(TEM)观察镀层结构组织。结果表明,该BP神经网络结构为3×8×1时,其预测值与真实值的拟合度R=0.9991,相对误差的最大值与最小值分别为1.71%与0.74%。TEM分析表明,当Al_2O_3粒子浓度9g/L,电流密度3A/dm2,温度40℃时,Ni-Al_2O_3镀层组织较为紧密,其平均粒径约为20nm。

燃料对燃烧法制备Ni-Al2O3催化剂结构及浆态床甲烷化催化性能的影响

分别采用浸渍燃烧法和共燃烧法制备了一系列Ni-Al2O3催化剂,并对催化剂进行了表征,研究了燃料种类对不同方法制备的催化剂结构及浆态床CO甲烷化性能的影响.结果表明,以尿素、甘氨酸和乙二醇为燃料时,采用浸渍燃烧法制备的Ni-Al2O3催化剂织构性质均与载体相近,各催化剂金属Ni分散度和Ni晶粒相差不大,甲烷化性能接近,在260℃反应温度下CO转化率在80.1%~83.5%之间.而共燃烧法制备的Ni-Al2O3催化剂受燃烧过程影响明显,以甘氨酸和乙二醇为燃料时制得的催化剂比表面积较小,金属Ni分散度低且Ni晶粒较大,因而甲烷化活性较低;以尿素为燃料制备的催化剂比表面积大且Ni晶粒较小,CO转化率和CH4选择性分别达到84.7%和91.1%.

溶胶-凝胶法制备Ni-Al_2O_3太阳光热转换吸收薄膜:过渡金属筛选和还原

针对溶胶-凝胶法制备太阳光热转换吸收薄膜的关键问题,筛选了过渡金属盐并考察了还原条件,结果表明不需要外加还原剂,直接利用溶胶配方组分就可以将硝酸镍完全原位还原成单质镍。配方中镍含量为80%(m(镍)∶m(铝)=80∶20)时获得最好的吸收率,灼烧温度以600℃为宜。依据这样条件,0.8mol/L溶胶制备的太阳光热转换吸收薄膜吸收率可达0.82。

超声波-电沉积Ni-Al_2O_3复合镀层的表面形貌及组织结构

采用超声波-电沉积方法在金属基体上制备纳米Ni-Al2O3复合镀层。研究了超声波频率、功率对制备复合镀层的影响。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对镀层微观组织、表面形貌进行观察和分析。结果表明：超声波的作用可有效解决纳米Al2O3微粒在镀液中的分散问题,使纳米Al2O3微粒均匀分布在复合镀层中,促进纳米Al2O3微粒与镀层基质金属的共沉积,并细化基质金属Ni的晶粒,获得了由镍晶（20~40 nm）和纳米Al2O3微粒构成的纳米复合镀层。

Al_2O_3粒子对双脉冲电沉积Ni-Al_2O_3镀层组织与性能的影响

通过直流电沉积(DC)、双脉冲电沉积(PRC)在45钢上制备了Ni-Al2O3复合镀层,研究了Al2O3颗粒含量对复合镀层性能的影响,并用X射线衍射、扫描电镜等测试方法分析了Ni-Al2O3复合镀层的组织形貌与性能。结果表明:Al2O3粒子的加入使镀层结晶细密、平整,复合镀层的硬度和耐高温氧化性能随着Al2O3含量的增加而升高;镀层中粒子含量相近时,双脉冲方式制备的复合镀层硬度、宏观残余应力和耐高温氧化性能优于相应的直流复合镀层。

Ni-Al_2O_3纳米复合镀层的氧化性能研究

采用复合电镀技术,通过向普通电镀溶液中加入平均粒度为90nm的Al2O3粉的方法在Ni基材上制备了Ni-Al2O3纳米复合涂层,SEM/EDAX分析表明,Al2O3纳米颗粒不仅均匀分布在Ni纳米晶中,而且还细化了基体Ni的晶粒尺寸。1000℃氧化实验表明:弥散分布在镀层中的Al2O3纳米粒子并没有明显提高Ni的氧化性,但通过阻碍氧化过程中Ni的外扩散从而改变了NiO膜的形成过程。

磁场强度对磁场-电沉积Ni-Al2O3纳米复合镀层性能的影响

目前,有关磁场对纳米复合镀层制备过程的作用机理研究较少。采用磁场-电沉积方法制备Ni-Al2O3纳米复合镀层,利用扫描电镜、EDS能谱仪、X射线衍射仪、摩擦磨损试验机、电化学工作站以及马弗炉等仪器对Ni-Al2O3纳米镀层的表面形貌、元素组成、晶格取向、耐磨性能、耐蚀性能以及抗高温氧化性能进行了分析。结果表明:当磁场强度为0.9 T时,Ni-Al2O3纳米镀层经磨损以后犁沟较少,未出现断层现象,磨损量达到最小值18.2mg,耐蚀性较好,腐蚀电位为-0.38 V、腐蚀电流密度为1.005×10^-9A/cm^2,镀层表面较为平整、空隙较少,具有较强的抗高温氧化性能,在氧化时间120 min时,氧化增重量仅为3.75 mg/cm^2。经EDS分析,证实了Ni-Al2O3纳米镀层中存在Ni、Al2O3两相,经XRD分析,Ni-Al2O3纳米镀层择优取向晶面为(1 1 1)晶面,且当磁场强度为0.9 T时,Ni衍射峰变矮、变宽,说明Ni晶粒细化,镀层性能显著提高。

Ni含量和还原温度对浆态床CO甲烷化Ni-Al_2O_3催化剂结构和性能的影响

结合行星式球磨机,采用机械化学法制备Ni-Al_2O_3催化剂,考察了Ni含量和还原温度对Ni-Al_2O_3催化剂晶相结构、还原特征和浆态床CO甲烷化性能的影响。并采用EDX、XRD、H_2-TPR等对催化剂进行表征。结果表明,不同Ni含量的催化剂还原峰均以β峰为主,活性组分Ni与载体具有较强的相互作用力。Ni-Al_2O_3催化剂的活性随Ni含量增加呈先增加后降低的趋势,Ni含量20.3%,还原温度600℃时,催化剂的性能达到最大值,CO转化率和CH_4收率均最高,分别为97.8%和86.2%。还原温度过低,活性组分Ni易因烧结而团聚失活;还原温度过高,活性金属Ni具有明显的XRD衍射峰,分散性较差。

真空热处理对冷喷涂Ni-Al_2O_3复合涂层组织与显微硬度的影响

采用冷喷涂制备了Ni-Al2O3复合涂层,并通过真空热处理改善了Ni-Al2O3复合涂层的组织与性能。结果表明,后热处理可使涂层与基体发生冶金结合,同时热处理态涂层的孔洞缩小、层间裂纹间隙有闭合趋势,涂层更致密。但热处理对Al2O3颗粒的尺寸、分布及形貌几乎没有影响。同时热处理态涂层断口表现出韧性断裂特征,基体颗粒之间以及基体与增强体之间的结合增强。热处理后涂层硬度降低为(98.2±19.2)HV0.2,涂层韧性得到提高。

Ni-Al_2O_3复合镀层的微观形貌与其耐磨耐蚀性能

测试了Ni基超细Al2O3粉复合镀层的耐磨性，测定了该镀层的孔隙率和耐蚀性，用电子显微镜观察复合镀层的微观形貌。结果表明，随镀液温度升高，复合镀层晶粒细化；随电流密度的增加，复合镀层晶粒变粗。当超细氧化铝粉体全部被镍包覆且复合镀层的晶粒细致时，耐磨性最好。当复合镀层的结晶较细致或氧化铝粉的含量较高时，其孔隙率较低。在较高的镀液温度（65℃）和较高的电流密度（3．5～4A／dm^2）时，镀层的耐盐雾性能较好。

制备方法对1,4-丁炔二醇加氢Ni-Al_2O_3催化剂性能的影响

分别采用溶液燃烧法(SCM)、等体积浸渍法(IMP)、水热合成法(HTP)和浸渍燃烧法(ICM)制备了Ni负载量为18%(质量分数)的Ni-Al_2O_3催化剂,通过X射线衍射(XRD)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)、N_2吸附-脱附、透射电镜(TEM)等表征手段和1,4-丁炔二醇(BYD)加氢制1,4-丁二醇(BDO)评价实验,考察了制备方法对催化剂结构和性能的影响。结果显示,溶液燃烧法制备的SCM催化剂晶粒尺寸最小,仅为6.5 nm;低温还原峰面积大,峰型最为弥散;弱酸中心与强酸中心的面积比适中(3.0);孔径分布除在2～5 nm之间有明显的介孔外,在10～30 nm之间还有较为弥散的分布,即具有典型的介孔-介孔多级孔道结构。评价结果表明,SCM催化剂性能最好,BYD转化率为90.75%;BDO选择性为93.84%,收率也高达85.16%。这与活性组分晶粒尺寸小、低温还原峰面积大、弱酸中心与强酸中心比例适中、以及具有多级孔道结构和比表面积高达97.40 m^2/g有关。

插层阴离子对以类水滑石为前体Ni-Al2O3催化剂催化乙酰丙酸加氢性能的影响

分别以NO3-以及CO32-插层类水滑石为前体制备了Ni/Al摩尔比为3∶1的NiAl-N-R以及NiAl-C-R催化剂,并考察了其催化乙酰丙酸加氢性能。采用N2-物理吸附、ICP-OES、TG/DTG、XRD、H2-TPR/TPD、TEM、NH3-TPD、in-situ Py-FTIR等表征手段对前体及催化剂进行了表征。研究结果表明,类水滑石插层阴离子对催化剂中活性金属-载体相互作用、活性金属分散度、表面酸性质以及催化乙酰丙酸加氢性能有重要影响。以CO32-插层类水滑石为前体的催化剂表现出高的金属分散度、丰富的L酸酸性中心、高的C=O加氢活性和高的循环使用稳定性。当以甲醇为溶剂、160℃、4 MPa氢气压力条件下反应1 h时,γ-戊内酯收率可达71.8%。

镁合金电镀Ni-Al_2O_3薄膜的研究

采用电镀方法对镁合金进行表面镀膜处理,间接提高其硬度和耐蚀性。借助硬度计和浸泡法对表面电镀Ni-Al2O3薄膜的镁合金的硬度和耐蚀性进行了测试。结果表明:表面镀膜能一定程度提高镁合金基体的硬度和耐蚀性,但此两项性能的彰显受电镀参数的影响。加载适宜的电流密度且电极水平面对面放置时,表面电镀Ni-Al2O3薄膜的镁合金的硬度较高,耐蚀性也较好。