等离子体与几种载体共同作用下CH4/H2的反应

载体是催化剂活性组分的分散剂、粘合剂和支持物，其作用是多方面的，它是催化剂的重要组成部分。我们选择了7-A12O3、SiO2、MgO和ZnO等几种具有代表意义的催化剂载体，考察了它们对等离子体活化CH4／H2转化反应的影响。实验结果表明：在脉冲电晕等离子体条件下，催化剂载体对CH4／H2活化与转化存在一定的影响，不同的载体对CH4／H2转化显示出不同的活性，其中SiO2对C2烃选择性作用明显高于无载体参与时和其它载体，C2烃收率也明显高于其它载体。     

制备方法对NiO/γ-Al2O3催化剂重整活性的影响

利用固定床流动反应装置,研究了NiO/γ-Al2O3催化剂的制备方法对CH4与CO2转化制合成气催化活性的影响.在本实验条件下,采用浸渍法和焙烧温度为400℃制备的NiO/γ-Al2O3(w=0.113)催化剂,在反应温度为750C和空速为2500h-1下,对CH4和CO2重整反应会显示良好的催化活性.本文还对催化剂抗积炭性能作初步讨论.     

CaO—La2O3—NiO／γ—Al2O3催化剂上甲烷部分氧化制合成气研究

采用微型固定床流动反应装置研究了在CaO-La2O3-NiO/γ-Al2O3催化剂上添加CaO对甲烷部分氧化制合成气的影响,结果表明,添加CaO后,催化剂活性明显提高,引发温度降低,CH4的转化率和CO的选择性升高,1％CaO-2%La-12%Ni/γ-Al2O3是较适宜的催化剂在中低温区,随反应温度升高,CH4的转化率和CO的选择性升高,催化反应的适宜温度为600℃-700℃。     

制备方法对NiO/γ-Al2O3催化剂重整活性的影响

利用固定床流动反应装置,研究了NiO/γ-Al2O3催化剂的制备方法对CH4与CO2转化制合成气催化活性的影响.在本实验条件下,采用浸渍法和焙烧温度为400℃制备的NiO/γ-Al2O3(w=0.113)催化剂,在反应温度为750C和空速为2500h-1下,对CH4和CO2重整反应会显示良好的催化活性.本文还对催化剂抗积炭性能作初步讨论.     

基于过渡金属氧化物载氧体的煤矿通风瓦斯处理性能

采用反应管对基于过渡金属氧化物载氧体的煤矿通风瓦斯(VAM)处理性能展开了研究.结果表明,经活化后的三种载氧体均能将CH4完全转化为CO2,其活性顺序为CuO60/γ-Al2 O3>NiO60/γ-Al2 O3>Fe2 O360/γ-Al2 O3;基于CuO60/γ-Al2 O3的CH4转化率随空速的增加而减小,随CuO负载量和床层温度的升高而增大;煤矿通风瓦斯中的CH4浓度越低,CH4转化率达到90%所需的床层温度就越低;对活性物质低分散高负载的CuO60/γ-Al2 O3和活性物质高分散低负载的CuO5.5/γ-Al2 O3两种CuO/γ-Al2 O3系载氧体进行了比较,发现两种载氧体的CH4转化机理均包含有化学链燃烧和催化燃烧两种机理,基于催化燃烧机理的CH4转化率在一定温度下存在极大值,当床层温度高于该极大值温度时,化学链燃烧对CH4转化率的贡献明显大于催化燃烧对CH4转化率的贡献;相同条件下,CuO5.5/γ-Al2 O3的初期活性优于Cu60/γ-Al2 O3,但CuO60/γ-Al2 O3的活性稳定性优于CuO5.5/γ-Al2 O3.     

等离子体协同催化还原NO_x过程的中间产物

等离子体协同选择性催化还原(PF-SCR)可以促进富氧环境下氮氧化物(NOx)的有效脱除。为了考察中间产物对NOx去除的影响,该文采用等离子体反应器与催化反应器分离的"两段法",以C2H4为还原剂、Ag/γ-Al2O3为催化剂,对等离子体处理后产生的活性中间产物如C2H2、醛类和含氮有机物等做了定量研究。气相色谱(GC)谱图表明提高能量密度,活性中间产物的峰面积也随着增加。通过对烃类活化产物C2H2和HCHO的检测,给出了能量密度与C2H2、HCHO生成浓度的关系曲线。活性中间产物使PF-SCR系统的NOx去除效果随能量密度增加而不断改善。能量密度为394 J.L-1时等离子体可以将NOx的去除率从单独Ag/γ-Al2O3作用下的31.5%提高到79.9%。     

等离子体协同催化还原NO_x过程的中间产物

等离子体协同选择性催化还原(PF-SCR)可以促进富氧环境下氮氧化物(NOx)的有效脱除。为了考察中间产物对NOx去除的影响,本文采用等离子体反应器与催化反应器分离的"两段法",以C2H4为还原剂、Ag/γ-Al2O3为催化剂,对等离子体处理后产生的活性中间产物如C2H2、醛类和含氮有机物等做了定量研究。气相色谱(GC)谱图表明提高能量密度,活性中间产物的峰面积也随着增加。通过对烃类活化产物C2H2和HCHO的检测,给出了能量密度与C2H2、HCHO生成浓度的关系曲线。活性中间产物使PF-SCR系统的NOx去除效果随能量密度增加而不断改善。能量密度为394J·L-1时等离子体可以将NOx的去除率从单独Ag/γ-Al2O3作用下的31.5%提高到79.9%。     

Au/γ-Al2O3催化剂上高浓度甲醇催化消除反应的研究

采用沉积沉淀法制备了负载型Au/γ-Al2O3催化剂,并进行了BET、SEM等表征.对高浓度甲醇蒸汽进行催化消除反应.探讨了载体粒径、金含量和活化气体(O2、N2、H2)对催化剂性能的影响.结果表明:载体粒径不同的催化剂表面积不同,不同的活化气体对反应产物有很大影响.在O2活化的最佳催化剂Au(2.0%)/γ-Al2O3(0.4-0.5 mm)上浓度为86.3 g/m3的甲醇的最低全转化温度是170℃,产物中CO2和甲醚的选择性分别为99.7%和0.3%,达到国家安全排放标准.图1,表3,参16.     

掺杂氧化物对Ni-ZrO_2-Al_2O_3催化剂的性能影响

用水热合成法分别制备Ni-ZrO2-Al2O3和Ni-MxOy-ZrO2-Al2O3催化剂,并用XRD、H2-TPR、H2-TPD和CO2-TPD方法对对催化剂的晶相结构、活性中心、表面酸碱性等进行表征,同时以CO2重整CH4反应为探针考察催化剂的活性及稳定性。结果表明,在Ni-ZrO2-Al2O3催化剂中掺杂不同的金属氧化物MxOy能改变催化剂的晶相结构,对催化剂表面活性和碱性中心有一定程度的调控作用。掺杂BaO、CeO2和K2O后的催化剂反应的初活性明显增加,在850℃时,使CH4的转化率分别达到92.31%、90.29%和90.06%,CO2的转化率分别达到94.37%、93.94%和93.22%。800℃条件下反应100h后,Ni-BaO-ZrO2-Al2O3催化剂上的CH4转化率基本上维持在85%。     

Cu/Ce-Zr-La/γ-Al_2O_3的制备及其三效催化性能

将AlNH4(SO4)2溶液滴入到NH4HCO3和PEG6000的混合溶液中,用沉淀法制备γ-Al2O3载体.然后用等体积浸渍法分别负载上Ce-Zr-La以及活性组分Cu,制备催化剂Cu/Ce-Zr-La/γ-Al2O3.考察该催化剂的三效催化性能,并借助扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、热重分析(TG)等方法研究催化剂活性与结构的关系.实验结果表明:Cu/Ce-Zr-La/γ-Al2O3具有良好的三效催化性能,NO、CO和C3H6的起燃温度都较低,分别为250℃、150℃和300℃;CeO2-ZrO2对载体γ-Al2O3和活性组分Cu具有稳定作用,避免了CuAl2O4尖晶石相的生成;La能够显著提高催化剂的热稳定性.     

铈锆改性镍基催化剂制备及其甲烷三重整性能

文章采用共沉淀法制得铈、锆掺杂氧化铝载体,以浸渍法负载活性组分镍得到Ni/CeO2-ZrO2-Al2O3催化剂,改善了CH4三重整反应的活性和稳定性。用EDS、XRD、BET、H2-TPR分别表征催化剂的组成、物相、比表面积和还原活性。考察了原料气组成n(CH4)∶n(CO2)∶n(H2O)∶n(O2)=1∶0.5∶0.5∶0.1时,催化剂在750℃、0.1MPa下对CH4三重整的稳定性及积碳性能。结果表明:ZrO2掺杂提高了催化剂的活性和稳定性;CeO2掺杂降低了Ni基催化剂的还原活化温度,且催化剂的稳定性更好;Al/Zr、Ce/Al的原子比分别为8和0.015的10%Ni/CeO2-ZrO2-Al2O3对CH4三重整的性能最好;反应100h后,催化剂的CH4转化率仍然大于87%,CO2转化率大于89%,积碳量仅为3.8%,催化剂的使用寿命大为延长。     

气体放电等离子体直接转化CH4和CO2制备高碳烃研究

针对温室气体CH4和CO2化学利用,提出介质阻挡气体放电等离子体化学转化方法,将CH4,CO2直接转化为高碳烃,并副产一部分合成气.实验表明,介质阻挡气体放电CH4和CO2反应烃类产物类似于常规催化的Fischer-Tropsch(F-T)合成,包括气态烃、液态烃和高聚物,但产物分布不符合Flory-Schulz分布.研究讨论了分子筛在抑制等离子体聚合物和炭黑生成方面的作用,讨论了CO2进料对CH4转化制高碳烃的影响,指出适宜进料CH4/CO2比在2/1至3/1范围内.     

金属掺杂对NiO／γ-Al2O3甲烷三重整的影响

考察了掺杂碱金属（Li、K）和碱土金属（Mg、Ba）的NiO／γ-Al2O3催化剂在甲烷三重整反应中的催化性能,并利用程序升温还原、程序升温脱附等手段对催化剂进行了表征．结果表明,碱金属K的掺杂能同时提高NiO／γ-Al2O3催化剂的CH4和CO2的转化率,而其他金属的掺杂仅对CO2转化有利．750℃时K—NiO／3γ...     

基于Gibbs自由能最小原理分析CO2重整CH4

运用G ibbs自由能最小方法,研究了重整反应器的操作参数(温度、压力、反应气配比等)对CO2重整反应中CH4转化率和产物分布的影响,以及甲烷氧化反应与CO2重整反应间的能量耦合.研究结果表明:反应压力P不变(P=101.325 kPa),随温度升高CH4和CO2转化率增大,在900 K左右产生的H2O(g)的量达到极大值,在1 200 K以上CH4转化率接近100%;反应温度T不变(T=973 K),随压力升高CH4和CO2转化率降低,H2O(g)的选择性略微增加;T=973 K,P=101.325 kPa,原料气中nCH4/nCO2(摩尔比)从0.65增加到2.0时,CH4转化率从85%降到45%,nH2/nCO(摩尔比)从0.77增加到0.95;反应器中加入适量O2,可以提供CO2重整反应所需的能量,同时可调节产物中CO与H2的摩尔比.     

La对CH_4-CO_2重整反应催化剂性能的影响

采用等体积浸渍法制备了Ni/γ-Al2O3和Ni/La2O3-γ-Al2O3系列催化剂,通过固定床反应、热重分析等方法,考察了催化剂的性能。结果表明:Ni质量分数为10%的Ni/γ-Al2O3催化剂具有较高的活性;稀土元素La的加入,提高了催化剂的抗积炭性能;在相同的反应条件下,10%Ni/3%La2O3-γ-Al2O3催化剂的积炭量比10%Ni/γ-Al2O3催化剂积炭量降低了40%,稳定性大大提高。以Ni/La2O3-γ-Al2O3催化剂中Ni质量分数10%,并且La质量分数3%为最佳,实验条件下制得的合成气CO/H2接近1/1。     

纳米Cu/γ-Al_2O_3催化剂制备与选择催化还原NO性能

采用NH4Al(SO4)2、NH4HCO3和NH3.H2O为原料沉淀制备γ-Al2O3,然后浸渍负载活性组分Cu2+,制成纳米Cu/γ-Al2O3催化剂,并考察其催化性能.SEM测试结果表明:制得的纳米Cu/γ-Al2O3催化剂粒径均小于100 nm.活性测试结果表明:在pH值为8.5时制备的γ-Al2O3负载上3%Cu2+的纳米Cu/γ-Al2O3催化剂性能最佳,在275℃时能使NO的转化率达到82.3%,与普通Cu/γ-Al2O3催化剂相比较,最佳活性温度降低了25℃,NO最大转化率提高了31.8%.     

铁系催化剂应用于脱硫的研究

烧结烟气中的SO2是形成酸雨的主要来源。目前常用的湿法脱硫、干法脱硫和半干法脱硫,治理成本高且存在二次污染。通过制备负载型铁系催化剂Fe2O3/γ-Al2O3,在SO2＋CO＋N2氛围下进行催化还原脱硫;在400℃时10%Fe2 O3/γ-Al2 O3催化剂其脱硫率达84%。     

在O2和NO存在下Ir催化氧化黑烟的研究

模拟柴油机尾气中O2和NO的氛围,研究了以Ir为基础的催化剂对黑烟的催化氧化。与Pt/SiO2比较,Ir/SiO2对黑烟氧化有其相似的催化活性,但有更高的CO选择性。通过测定Ir含量对催化活性和CO选择性的影响,发现在研究的范围内(0到5%),随着Ir含量的增加,催化活性增加,CO选择性降低。此外,测定了氧化物载体对催化活性及CO选择性的影响,得到了催化活性顺序为Ir/ZSM-5>Ir/SiO2>Ir/γ-Al2O3,CO选择性顺序为Ir/ZSM-5相似文献   

K2O对Pt/γ-Al2O3上CO选择性氧化反应的助催效应

采用等体积浸渍法制备Pt/γ-Al2O3催化剂,通过添加K2O考察其对改善富氢气氛中CO选择性氧化性能的影响.结果表明,当加入K2O的质量分数为0.034,且采取在负载Pt后再添加的方式时,可显著改善催化剂的低温活性,在120 °C时CO转化率可达90%.降低富氢气中CO浓度有助于提高CO转化率.O2/CO增加也可提高CO转化率,但O2/CO的增加并不能提高CO氧化的选择性.为了同时得到CO高转化率和CO氧化高选择性,O2/CO(V∶V)为1.0～1.8.用BET、XRD和CO-TPD等表征方法说明了K2O的助催效应.     

复合载体对Ni基甲烷化催化剂性能的影响

通过对Ni基甲烷化催化剂的不同复合载体进行研究发现:与纯γ-Al2O3载体相比,由ZrO2,MgO,SiO2,TiO2与γ-Al2O3复合形成的复合载体,均对CO甲烷化催化性能有一定影响,而以γ-Al2O3/MgO,γ-Al2O3/SiO2两种复合型载体对CO甲烷化活性和选择性促进最为明显。同时,γ-Al2O3/MgO复合载体表现出良好的热稳定性,催化剂活性衰减小。