氮掺杂碳改性Ni/Al2O3催化剂的甲烷干重整反应性能研究

在甲烷干重整反应(DRM)中,常规浸渍法制备的Ni/Al2O3催化剂常因过多积炭导致催化剂失活,因此研究如何提高Ni/Al2O3催化剂的抗积炭能力具有重要意义。通过浸渍法和高温碳化法制备的氮掺杂碳表面修饰的Ni/Al2O3催化剂Ni/Al2O3@NC-3和Ni/Al2O3@NC-5(3和5分别代表多巴胺聚合时间为3 h和5 h)在DRM中表现出了较强的抗积炭性能。使用X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、热重(TG)和扫描电镜(SEM)等表征手段对催化剂的结构和电性质进行了分析,并探讨了氮掺杂碳的引入对催化剂稳定性和抗积炭性能的影响。XPS结果表明,Ni/Al2O3@NC-3和Ni/Al2O3@NC-5催化剂中金属Ni与氮掺杂碳发生了电子相互作用,形成了催化惰性的Ni+物种,由此减缓了CH_(4)的裂解速率,进而有效地减少了积炭的产生。在经8 h活性测试后,Ni/Al2O3@NC-3催化剂的CH_(4)转化率和CO_(2)转化率分别维持在52.2%和62.3%,且反应后Ni/Al2O3@NC-3催化剂的积炭量仅为7%(质量分数,下同),远远低于Ni/Al2O3催化剂的积炭量(25%)。

Al_(2)O_(3)在储能材料中的应用研究进展

Al_(2)O_(3)作为陶瓷材料、催化剂、催化剂载体及研磨磨料等有广泛的应用。因氧化铝具有优良的抗酸碱腐蚀性和力学等性能且热稳定性好、来源丰富,所以近年来逐渐开始应用在储能材料领域,进一步拓展了氧化铝的应用范围。主要针对氧化铝包覆后的二次储能电池正极材料、负极材料,以及改进隔膜的力学性能等方面进行研究。报道了近年来氧化铝在锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池、电解液、隔膜方面的应用研究进展。

Sn修饰的Ni/Al_2O_3对降解N,N-二甲基甲酰胺制氢反应的催化性能

利用浸渍法制备了一系列不同含量Sn修饰的Ni/Al2O3催化剂(Ni-Sn/Al2O3),并考察了催化剂对降解N,N-二甲基甲酰胺(DMF)制氢反应的催化性能。结果表明,利用Sn修饰Ni/Al2O3催化剂提高了其降解DMF制氢活性,当Sn/Ni摩尔比为0.1时,H2的产率从Ni/Al2O3催化剂上的43.4μmol/min提高到69.8μmol/min。但当Sn含量进一步增加时,DMF转化率和H2产率都明显下降。催化剂的N2物理吸附、X射线衍射(XRD)和H2程序升温还原(H2-TPR)表征结果表明,Ni-Sn/Al2O3催化剂中形成了Ni3Sn2的合金,且Ni-Sn/Al2O3与Sn-Raney Ni催化剂具有相近的晶体结构,但Ni-Sn/Al2O3比Sn-Raney Ni具有更高的比表面积及降解DMF制氢的活性。

常温浸渍-水热改性法制备Mo-Ni/Al_2O_3催化剂

利用水热冀术对常温浸渍法制备的Mo-Ni/Al2O3催化剂进行改性处理,以吡啶脱氮为模型反应,评价了水热改性前后催化剂的加氢脱氮(HDN)性能.研究结果表明:水热改性可提高金属活性组分的包覆量、增加催化剂的比表面积、改善孔径分布,提高了催化剂的加氢脱氮性能.

镧和铈改性CuNi/Al_2O_3催化剂上乙炔的选择加氢

采用浸渍法制备了稀土镧和铈改性的CuNi/Al2O3催化剂,研究了稀土负载量对催化剂活性和选择性的影响,并研究了催化剂的还原性能。结果表明:La和Ce的存在均降低了活性相CuO和NiO的还原温度,使改性催化剂具有更高的催化活性,但催化剂上乙烯的选择性则是Ce改性催化剂高于La改性催化剂,当CeO2含量为1%时,CeCuNi/Al2O3催化剂上乙炔转化率达到98%,乙烯选择性和收率则分别达到84%和82.3%,比未改性的CuNi/Al2O3催化剂上乙烯收率高16.4%,显示出CeO2改性CuNi/Al2O3催化剂的优异性能。

硼改性大孔M-Ni-P纳米自组装Al_2O_3加氢催化剂柴油脱硫性能

制备适宜孔容和高比表面积的纳米自组装介孔Al2O3载体。对载体进行硼改性,共浸法负载Mo-Ni-P双金属活性组分制备了最可几孔径40.3 nm、比表面积144 m2.g-1和孔容较大的加氢精制催化剂。采用压汞法和XRD对催化剂进行表征。以孤岛焦化柴油为原料,在固定床反应器上评价新型催化剂的反应活性,结果表明,催化剂适宜加氢条件:温度350℃,压力7 MPa,氢油体积比600∶1,体积空速1.5 h-1,在此条件下,产品脱硫率为96.91%,参比剂脱硫率为97.01%。

甘油在改性Ni/γ-Al_2O_3催化剂上水蒸气重整制氢的研究

通过催化剂性能评价,考察了助剂CeO2、CaO和La2O3对催化剂Ni/γ-Al2O3催化性能的影响,发现Ni/γ-Al2O3经3种助剂修饰后催化剂活性都明显提高,其中La2O3修饰后的催化剂活性最高,甘油转化率在450～650℃内一直保持100%;氢气选择性在450℃时即达到85%,而且随着温度升高逐渐变大并趋于平稳,最高时可达到92.37%。同时考察了温度、甘油溶液浓度、空速对甘油水蒸气重整制氢反应的影响。运用NH3-TPD和TPR对催化剂进行了表征,发现助剂的添加降低了催化剂的酸性,经改性后催化剂中NiAl2O4相含量明显降低;催化剂中加入La2O3降低了Ni与Al2O3载体之间的相互作用,因此有利于甘油水蒸气重整制氢反应。

水热改性对Ni/Al2O3催化剂结构的影响

探讨了利用水热改性法来制备Ni/Al2O3催化剂,着重研究了水热改性前后催化剂形貌、结构及组成的变化.SEM,XRD,DTA-TG和XPS等方法被用来表征材料表面结构性质.研究结果表明:水热改性可促进Ni以网状形式吸附于Al2O3载体表面,水热时间增加可提高Ni(NO3)2.xH2O在基体表面的吸附,使得网状烧结产物(NiAl2O4/Al2O3)有更大的比表面积和更高的Ni含量.

改性Pt-Sn/Al2O3催化剂C10~13正构烷烃脱氢反应工艺探究

将改性Pt-Sn/Al2O3催化剂用于C10~13正构烷烃脱氢反应,在催化剂使用周期内考察催化剂的催化性能并找出最佳工艺条件。实验结果表明:改性Pt-Sn/Al2O3催化剂在使用中能达到工业化要求,通过对反应条件的考察和经济指标的权衡,当转化率和选择性分别达到10%和90%以上时,得出最佳工艺条件为:反应温度460~500℃,压力140 kPa,体积空速20~23 h-1,氢烃摩尔比6∶1,注水量1900 mg·kg-1(初期),2000 mg·kg-1(末期),达到对脱氢装置生产优化的目的。

泡沫Ni/Sn复合钎料超声波钎焊Al_2O_3陶瓷接头组织及力学性能研究

采用泡沫Ni增强Sn基复合钎料片,通过超声波辅助钎焊工艺对Al_2O_3陶瓷进行了低温连接,研究了不同钎焊时间对Al_2O_3接头显微结构及抗剪强度的影响。结果表明,钎焊时间从4 s延长至12 s时,Ni骨架从多边形向条状转变,钎缝宽度从90μm减小到30μm,Sn金属逐渐填充到泡沫Ni的空隙中,钎缝中的缺陷逐渐减少至消失。在泡沫Ni骨架表面形成了Ni_3Sn_4金属间化合物层,其厚度随钎焊时间的延长而增大,同时接头的抗剪强度呈现先提高后降低的趋势。钎焊时间为8 s时,接头获得了最佳的抗剪强度值38.6 MPa。

Ce_(0·67)Zr_(0·33)O_2对CH_4燃烧催化剂Fe_2O_3/Al_2O_3的改性作用

固定n(Ce)/n(Zr)比为0·67/0·33,用共沉淀法制得一系列CeO2-ZrO2-Al2O3固溶体.采用这些固溶体作载体,以Fe2O3为活性组分,用浸渍法制备了一系列催化剂.BET结果显示,将适量Ce0·67Zr0·33O2引入到Al2O3载体中有助于催化剂保持较高的比表面积.TPR结果显示,载体中引入适量的Ce0·67Zr0·33O2可以改善催化剂的氧化还原性能.XRD结果表明,Fe2O3在CeO2-ZrO2-Al2O3载体上呈现出良好的分散状况,老化前后催化剂的晶相结构基本无明显变化.特别是当载体中m(Ce0·67Zr0·33O2)∶m(Al2O3)的值为1∶2时,Fe2O3/CeO2-ZrO2-Al2O3催化剂在甲烷催化燃烧中显示出最佳的催化性能和抗高温老化性能.

TiO_2对Ni/Al_2O_3催化剂CO甲烷化性能的影响

采用溶胶凝胶法制备了一系列不同TiO2含量的TiO2-Al2O3复合载体,并通过浸渍法制备了NiO/TiO2-Al2O3催化剂。分别考察了不同TiO2含量的NiO/TiO2-Al2O3催化剂及反应温度对CO甲烷化催化性能的影响。实验结果表明,当复合载体中TiO2质量分数为30%,反应温度为350～450℃时,催化剂催化活性较高。利用N2吸附-脱附(BET)、X射线衍射(XRD)及H2程序升温还原(H2-TPR)等手段对催化剂物化性能进行了表征。结果表明,加入适量的TiO2能抑制镍铝尖晶石NiAl2O4物种的生成,改善NiO的表面分散性能,避免大晶粒NiO的形成,也改善了催化剂的还原性能,从而提高催化剂的CO甲烷化活性。

硅烷偶联剂KH550表面改性纳米Al_2O_3的研究

利用硅烷偶联剂KH550对自制均匀分散的纳米Al2O3进行表面改性。红外光谱分析表明,纳米Al2O3表面成功接枝了KH550。热失重分析得出KH550的最佳用量为2.5%,最佳改性时间为60min,吸附量约为2.394%。透射电镜照片表明,表面改性提高了纳米Al2O3在无水乙醇体系中的分散均匀性,表面由亲水变为亲油。

纳米Al_2O_3改性PVDF超滤膜处理含油污水研究

在有机高聚物聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中加入适量无机纳米Al2O3,采用相转化法合成无机改性有机超滤膜。改性PVDF膜的亲水性得到显著改善,进而提高了其通量和抗污染性能。用改性纳米Al2O3-PVDF管式膜装置处理含油污水,出水含油质量浓度0.2 mg/L,悬浮固体质量浓度为0.2 mg/L,TOC去除率达98.86%,COD和浊度的去除率均达90%以上,粒径中值小于2μm。研究表明,改性膜处理含油污水的出水指标均高于未改性膜。用扫描电镜对PVDF膜改性前后的污染情况进行观察和分析,并用不同的洗液对污染膜进行清洗,表明纳米Al2O3的加入明显改善了PVDF膜的抗污染性。用1%OP-10(pH值为10)表面活性剂洗液反冲洗,可使改性膜的通量恢复率达100%。

MgO助剂对甲烷部分氧化Ni/Al_2O_3催化剂结构和性能的影响

采用分步浸渍法制备了MgO改性的N i/A l2O3催化剂,采用BET、XRD、H2-TPR、TEM和活性评价等研究方法,考察了MgO助剂对N i/A l2O3催化剂物化性质和甲烷部分氧化制合成气反应性能的影响。实验结果表明,MgO助剂提高了催化剂镍物种的均一性,抑制了N iA l2O4尖晶石的形成,并且增强了镍物种与载体的相互作用,这与MgO、N iO形成固溶体及与A l2O3形成MgA l2O4有关。同时,适量的MgO助剂可以提高N i物种在催化剂中分散度,并提高其有效利用率,改性后的催化剂在甲烷部分氧化反应中显示出较好的反应性能。过量的MgO助剂对催化剂的反应性能产生负面影响,MgO的碱性可以促进逆水煤气变换反应,从而导致H2选择性降低和CO选择性提高。

磷对Ni(Co)Mo(W)/Al_2O_3加氢处理催化剂的影响研究进展

Ni(Co)Mo(W)/Al2O3催化剂是工业中最常用的加氢处理催化剂。磷作为Ni(Co)Mo(W)/Al2O3加氢处理催化剂中较为常用的添加剂,用于改善催化剂的物理化学性质。本文从磷对Ni(Co)Mo(W)/Al2O3加氢催化剂孔结构、酸性、活性组分分散度等理化性能以及磷对加氢脱硫(HDS)和加氢脱氮(HDN)催化性能两个方面的影响对文献研究结果进行了综述,对磷添加剂的研究结果、存在的分歧以及研究机会进行了分析讨论。

La改性Al_2O_3载体负载Pd碳二馏分选择加氢催化剂的表征

通过氢吸附、程序升温还原、程序升温脱附、X射线衍射、X光电子能谱等表征手段,对以活性Al2O3为载体的Pd基碳二馏分选择加氢催化剂及以La改性Al2O3为载体的Pd基碳二馏分选择加氢催化剂进行了比较。实验结果表明,由于载体中的La与活性组分Pd发生了相互作用,对Pd起到了间隔作用,因而以La改性Al2O3为载体的催化剂具有Pd分散度高、热稳定性强、对反应物种的选择吸附性好等优点。

改性石墨对Al_2O_3-SiC-C质铁沟浇注料性能的影响

为了解决鳞片石墨因密度小、润湿性差和分散困难而难以在浇注料中使用的问题,首先采用硅烷偶联剂KH-560对≤0.178和≤0.074 mm的鳞片石墨分别进行改性处理,得到两种粒度的改性石墨;然后在传统Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料配方(w):电熔致密刚玉62%、SiC粉24%、α-Al2O3微粉5%、纯铝酸钙水泥4%、SiO2微粉3%、球状沥青(≤1 mm)2%的基础上,分别用0.5%(w)的改性前后的石墨等量取代球状沥青,以研究KH-560硅烷偶联剂改性鳞片石墨对Al2O3-SiC-C铁沟浇注料性能的影响。结果表明:与原石墨相比,改性后石墨的分散性明显改善,浇注料的需水量大幅降低,且加入≤0.178 mm改性石墨的试样分散效果较好;含石墨试样的常温物理性能均有所下降,但加入≤0.178 mm改性石墨的试样强度和体积密度都明显高于加入其他石墨的,仅略低于无石墨的;加入石墨的试样抗渣性能明显得到提高,且加入≤0.178 mm改性石墨试样的抗渣性能最佳。综合考虑浇注料的各项性能,认为经硅烷偶联剂改性的鳞片石墨可部分取代球状沥青,且最佳粒度为≤0.178 mm。

亚微米Al_2O_3颗粒表面稀土改性对Al基复合材料界面润湿性的影响

采用液相包裹法对亚微米Al2O3颗粒表面进行稀土氧化物Y2O3改性。通过表面改性前后颗粒增强Al基复合材料制备过程中,Al熔体在颗粒间渗透压力的变化,研究了颗粒表面Y2O3改性前后与Al熔体间界面润湿性的变化;同时利用真空座滴法对界面润湿性的变化进行了评定。结果表明:Al熔体在表面经Y2O3改性的Al2O3颗粒中的渗透压较改性前显著降低;颗粒表面改性后与Al熔滴间的接触角明显减少且与颗粒表面Y2O3包裹程度有关;说明颗粒表面经Y2O3改性后与Al基体间的润湿性得到了明显的改善,且6061Al较2024Al对Al2O3颗粒具有更好的润湿效果;其改善的主要原因是Y2O3与基体Al发生了界面反应,体系产生了反应润湿的结果。

焙烧温度对甲烷催化部分氧化Ni/MgO-Al_2O_3催化剂结构和性能的影响

采用TPR、BET、XRD、TG及反应性能评价等研究方法,考察了焙烧温度对甲烷催化部分氧化制合成气Ni/MgO-Al2O3催化剂结构和性能的影响。研究结果表明,随焙烧温度的升高, Ni/MgO-Al2O3 中的镍物种与载体作用逐渐增强,生成了NiAl2O4 尖晶石和NiMgO2 固熔体。虽然焙烧温度提高会使催化剂比表面降低,由于尖晶石结构的形成,其热稳定性会明显提高,将有利于抑制催化剂在反应过程中因烧结而失活的可能性。与低温焙烧的催化剂相比,高温焙烧的催化剂仍表现出良好催化反应性能,并具有相对较好的稳定性。高温焙烧的催化剂在反应过程中床层的热点温度相对较低,热点温度波动幅度也较小。低温和高温焙烧的Ni/MgO-Al2O3 催化剂在常压、1 083K、CH4 与O2 摩尔比为1. 8、空速2. 66×105h-1的反应条件下均具有良好的抗积炭性能。