La_2O_3改性Ni/α-Al_2O_3催化剂中镍分散度对抗积碳性能的影响

本文考察了La_2O_3改性后的Ni/α-Al_2O_3催化剂中镍晶粒度的变化,及其对抗积碳性能的影响。平均镍晶粒度采用X-射线宽化法测定,积碳速率通过在动态热重装置中正庚烷的蒸汽转化进行考察。结果表明,加La_2O_3有效地提高了镍在载体上的分散度,同时也明显地改善了催化剂的抗积碳性能。La_2O_3的这些效应与其加量有明显的关系,而且存在着一个最合适的加量。在低于此加量时,镍分散度和抗积碳性能均随La_2O_3加量的增加而迅速增加,积碳速率随平均镍晶粒度的减少而近似直线性地下降;高于此加量时,增加La_2O_3的加量,镍分散度与抗积碳性能均无进一步的明显变化。按理论分析计算La_2O_3的量适当加量,接近而略低于La_2O_3在载体表面的最大单层分散量。当载体表面La_2O_3量高于最大单层分散量时,适当变化活性组份镍的含量,对催化剂的平均镍晶粒度和抗积碳性能均无显著的影响,但此时积碳速率和甲烷转化活性有相当一致的变化关系。从不同温度下的积碳速率的计算证明,加La_2O_3改性,能使低温下的积碳活化能大大提高。     

Ni/α-Al_2O_3催化剂中镍晶粒粒度分布对抗积碳性能的影响

烃类汽转化催化剂Ni/α—Al_2O_3的抗积碳性能随镍晶粒分布有显著变化。本文用X—射线小角散射法对镍晶粒分布进行了测定,用正庚烷蒸汽转化反应测定了催化剂抗积碳性能。结果表明,镍催化剂的积碳速率随大晶粒比率的增加而加快。用适量稀土氧化物(La_2O_3)将载体进行改性,能增强金属—载体之间的相互作用,镍的分散度显著增加,从而可提高镍催化剂的抗结碳性能。考察了高温(987K)水热处理后不同镧含量催化剂的抗积碳性能。结果表明,随着水热处理时间的延长,镍晶粒先熔结变大,到一定程度后再分散变小。与其对应,积碳速率先增大到一个峰值,然后下降。     

轻油制氢镍催化剂上的消碳动力学——水-氢消碳与水消碳的对比

本文用动态热重装置对轻油转化制氢镍催化剂上水-氢混合消碳的动力学做了研究,得到了消碳的动力学经验方程,并与用水消碳的动力学做了比较,证明了水-氢混合消碳,除可以抑制水对催化剂的氧化、促进催化消碳外,还可以在一定温区内,通过用适当范围的水-氢比,使水-氢混合消碳的速度大于单用水消碳的速度。     

用TiO_2-Al_2O_3混合载体提高镍催化剂抗结碳性能的研究

用混合法制备一系列α-Al_2O_3 TiO_2的混合载体,用湿浸法制成Ni/(α-Al_3O_3-TiO_2)催化剂。在动态热重装置上,利用正庚烷的蒸汽转化反应考察载体中不同的TiO_2含量对积碳速率的影响。结果表明,载体中适当的TiO_2加量(TiO_2含量占30％左右)能明显地改善催化剂的抗结碳性能。本文根据积碳机理对实验得出的积碳速率与载体中TiO_2含量之间的“V”形曲线关系,进行了初步探讨,并对Ni/TiO_2上积碳的负活化能进行了讨论。     

废塑料催化热解制备碳纳米管等高值产品研究

以过渡金属铁、钴和镍单金属或双金属为催化剂活性组分,研究聚丙烯废塑料的催化热解行为,探究催化剂活性金属组分及其与载体间的相互作用对催化热解产物分布和品值特性的影响．研究结果表明：单金属催化剂中钴活性最好,促进液体产物向积碳转化分别得到质量分数约10%液体油及33%积碳．铁催化剂所得积碳石墨化程度较高,碳纳米管产率最高,约20%,而镍催化剂活性相对较差,得到更多液体油产物．相比单金属,双金属催化剂中铁钴具有协同作用,表现出更高催化活性,促进积碳和氢气形成,得到最大积碳和氢气产率,分别可达35%和49%;铁镍催化剂次之,积碳和氢气产率分别为33%和46%;钴镍双金属催化剂未形成合金,对催化过程并无明显提升作用．     

腾格里沙漠东南缘植被恢复对土壤有机碳矿化的影响

以流沙为对照,研究腾格里沙漠东南缘建植于不同年代(1956、1973和1987年)人工固沙植被区土壤有机碳(SOC)矿化过程及其对水分和温度的响应特征.结果表明,沙区植被恢复显著促进SOC矿化过程,固沙植被建立62 a后, SOC矿化平均速率、最大速率和累积碳释放量分别是流沙的4.12、4.04和4.12倍.植被恢复对SOC矿化的促进作用与水分和温度密切相关, 10%含水质量分数时, SOC矿化平均速率、最大速率和累积碳释放量分别是5%含水质量分数时的1.91、2.27和1.91倍; 25℃时, SOC矿化平均速率、最大速率和累积碳释放量分别是10℃的2.02、3.11和2.02倍.因子分析表明, SOC和全氮是SOC矿化的主要影响因素.总体上,植被恢复促进SOC矿化过程及土壤碳周转,降低SOC中可矿化碳的比例,有利于碳的固存,是植被特征和土壤理化性质等环境因子变化共同作用的结果.     

高温水热处理后Ni/a-Al_2O_3催化剂的镍分敏度对抗结碳性能的影响

本文研究了烃类蒸汽转化催化剂Ni/α-Al_2O_3 经高温水热处理(987K,H_2O/H_2 为7.5)后,平均镍晶粒度的变化及其对催化剂抗结碳性能的影响规律。实验证明,镍晶粒随水热处理时间的增加先是熔结长大,当水热处理足够长时间后,镍晶粒产生再分散。其积碳速率与镍晶粒大小的变化完全相适应。将La_2O_3 加入催化剂后可以显著提高镍在载体表面上的分散度,从而提高催化剂的抗碳性能。将La_2O_3和BaO同时加入Ni/α-Al_2O_3 催化剂时,在水热处理条件下所产生的 LaAlO_3和尖晶石结构的BaAl_2O_4,能促进金属颗粒在载体表面上的铺展,并阻止晶粒的熔结长大,使镍晶粒的再分散作用更为明显。     

含稀土的Ni—催化剂上水蒸汽消碳动力学

用热重天平法研究了天津大学研制的含稀土的Ni—催化剂—REN上水蒸汽消碳动力学,并与丹麦研制的不含稀土的Ni—催化剂—RKN作了比较。得到了450～550℃及P=1atm条件下的消碳速率方程式。发现,稀土的存在使消碳活化能有所下降,但消碳的机理并末改变;水蒸汽分压对消碳速率基本上无影响。     

稀土氧化物在稀土—镍系制氢催化剂中的抗积碳作用

本研究利用动态热重法,对Ni系催化荆和RE—Ni系催化剂在烃类水蒸汽转化反应中的积碳性能进行对比实验。研究发现,在Ni系催化剂中加入稀土氧化物,可有效地改善催化剂的抗积碳性能,但必须在有水蒸汽存在下,与Ni密切接触才能发挥其效能。实验还发现,在Ni系和RE—Ni系催化荆上所积之碳均属“管须”状,但积碳速率的变化规律有显著不同。前者积碳曲线呈“S”型,停止积碳时,活性丧失;后者呈递减型,积碳速率为零时,活性保持不变。我们认为,在RE—Ni体系中,在水蒸汽存在下,利用稀土氧化物的氧化还原性,可以加速建立水的吸附解离平衡,释放出足够的氧,以提高稀土氧化物中晶格氧向Ni表面的迁移速率和Ni表面的氧化能力,从而加速在Ni表面上含碳物种的氧化,起到抑制碳积累的作用。     

担载型镍基催化剂上甲烷二氧化碳重整反应机理的研究

采用TPSR、TPD和脉冲反应等方法对担载型镍基催化剂上甲烷二氧化碳重整反应过程中二者的吸附和解离行为进行了详尽的研究．结果表明：CH4在镍基催化剂表面被吸附时至少可解离为三种表面碳物种——Cα、Cβ和Cγ．其中完全脱氢的Cα物种是活泼的反应中间体，而石墨态的Cγ物种则可能是造成催化剂积碳的前身物．高温下部分脱氢的Cβ物种可与H2或CO2反应生成CH或CO．另一方面，CO2仅在该催化剂表面发生弱吸附且只形成一种吸附态．在此基础上推测出甲烷二氧化碳重整反应的协同作用机理．     

兑铁水条件下UHP电弧炉脱碳数学模型

以脱碳反应动力学规律及质量平衡为基础导出了电炉兑铁水条件下熔池脱碳速度与相应工艺参数之间关系的数学模型.与某钢厂100 t UHP电弧炉实际冶炼结果对比表明,该模型可以比较准确地预测熔池含碳量的变化和控制冶炼终点碳含量.研究表明,在高碳范围内脱碳速度与供氧流量成正比;在中碳范围内,其脱碳速度与熔池碳含量的平方根成正比;在低碳范围内脱碳速度与熔池碳含量成正比.用最小经济吹氧量曲线,即根据钢水碳含量降低相应递减吹氧量的吹氧方式,可以获得最佳的冶炼效果.     

脉冲热重差热法研究三种工业镍催化剂上一氧化碳甲烷化反应

用脉冲热重差热法考察了三种工业甲烷化镍催化剂,并用Ni/Al_2O_3催化剂作对照。实验表明含镧催化剂镍的分散度,一氧化碳吸附热均高于对应的不含镧催化剂,生成甲烷的转化频率也是含镧考高。含镧催化剂反应过程积炭较多,这些催化剂积炭后一氧化碳吸附量下降不多,但对甲烷生成量的影响较大,这意味着生成甲烷需要较大的活性集团。     

Al2O3修饰Ni/TiO2催化剂上甲烷干重整反应

通过Al2O3修饰的Ni-TiO2-Al2O3干凝胶催化剂,该催化剂在973K条件下焙烧10h后比表面积为363m2/g。孔分布介于2.5～2.7nm之间。采用BET和X-射线衍射考察了Al2O3组份对Ni/TiO2催化剂的影响。结果表明,Al2O3的加入使催化剂颗粒度变小,镍的分散度提高,抑制了Ni/TiO2催化剂的积碳,从而明显的提高了Ni-TiO2-Al2O3催化剂上甲烷和二氧化碳重整反应的活性和稳定性。     

正丁烷水蒸气重整反应NiO/Si-Al催化剂制备

以开发液化石油气水蒸气重整催化剂为目的,利用沉淀法制备Si-Al系载体,并用浸渍法制备NiO/Si-Al催化剂.以正丁烷为模型化合物,在连续流动固定床反应器中考查了催化剂组成及制备方法对其性能的影响.通过XRD、TG-DTG、TEM、X荧光光谱等分析手段对催化剂进行了表征.实验结果表明,硅铝沉淀次序制备的催化剂优于铝硅沉淀次序;催化剂的焙烧温度对其活性有很大影响,773K焙烧时的催化剂活性要高于973K高温焙烧时的催化剂活性;催化剂失活的原因有催化剂积碳(片状积碳和须碳)和表面烧结而导致活性组分分散度下降.NiO/Si-Al催化剂适宜的催化剂床层温度为1023～1073K,并在水碳比为2.0的反应条件下仍保持较好的反应活性.     

二氧化碳重整镍基催化剂性能对还原温度和积碳的影响

通过Sol-Gel方法制备了Ni-TiO2-Al2O3干凝胶催化剂.该催化剂在973 K条件下焙烧10 h后比表面积为363 m2/g,孔分布介于2.5nm～2.7 nm之间.采用BET,X-射线衍射和热重及差热分析考察了Al2O3组份和还原温度对Ni/TiO2催化剂的影响.结果表明,Al2O3的加入,使催化剂颗粒度变小,镍的分散度提高,抑制了Ni-TiO2-Al2O3催化剂上的积碳,从而明显提高了Ni-TiO2-Al2O3催化剂上二氧化碳重整反应的活性和稳定性.     

丙烯腈装置催化剂活性下降原因分析

一、催化剂活性下降原因分析 1.积碳:丙烯是碳氢化合物,在高温下分解成碳和氢,碳沉积即催化剂使用过程中逐渐在表面上沉积一层含碳化合物,减少了可利用表面积,引起催化剂活性衰退.     

水热老化对CRC-1分子筛催化剂物性及再生性能的影响

本文用实验方法对 CRC—1分子筛催化剂进行高温水汽流化老化处理,测取催化剂经不同条件(温度和时间)老化前后的物性及其含焦剂再生消碳速率数据。水热老化使催化剂的比表面积(S_(BET))、相对结晶度(x％)、再生消碳速率均降低。老化温度恒定时,催化剂的S_(BET)、x％及再生消碳速率常数k_cT变化可以用一个经验幂数方程描述:-d[A]/dh=k_d[A]~n。当老化温度超过750℃时,催化剂结构破坏速率加快;在实验温度范围内,不同老化温度下水汽分子对催化剂结构破坏加速程度基本相近。高温水汽分子使分子筛晶体骨架脱铝,催化剂的再生性能则与其性质及性质的变化密切相关。     

Al2O3修饰Ni／TiO2催化剂上甲烷干重整反应

通过Al2O3修饰的Ni-TiO2-Al2O3干凝胶催化剂，该催化剂在973K条件下焙烧10h后比表面积为363m^2／g。孔分布介于2．5～2．7nm之间。采用BET和X-射线衍射考察了Al2O3组份对Ni／TiO2催化剂的影响。结果表明，Al2O3的加入使催化剂颗粒度变小，镍的分散度提高，抑制了Ni／TiO2催化剂的积碳，从而明显的提高了Ni-TiO2-Al2O3催化剂上甲烷和二氧化碳重整反应的活性和稳定性。     

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。     

正戊烷异构化催化剂活性组分

采用连续流动式固定床高压微反一色谱联合装置，考察了氧化镍、氧化钼含量对正戊烷加氢异构化镍一钼一氢型丝光沸石(Ni-Mo-HM)催化剂反应性能的影响。引入助剂Mo可以提高催化剂的性能。Ni-HM，Ni-Mo-HM催化剂上的正戊烷异构化遵循典型的双功能催化反应机理，在低镍含量时，金属活性中心上的加脱氢为速度控制步骤；高镍含量时，酸中心上的正碳离子骨架异构反应为速度控制步骤。HM3321催化剂上的实验表明，在较适宜的工艺条件下，正戊烷转化率为67．2％，异戊烷收率为62．2％，异戊烷选择性为92．5％，液体产物收率为96．1％。实验结果表明，Ni-Mo-HM催化剂可以作为正戊烷异构化催化剂，性能优于Ni-HM催化剂。