镍基复合结构催化剂用于甲烷干法重整研究

发布时间：2024-02-19 16:11

　　现代工业的发展和二氧化碳的大量释放带来了严重的能源与环境问题,近年来全球页岩气的大规模商业勘探开采使得甲烷的工业转化成为研究的热点。甲烷干法重整反应能够将CO₂和CH₄这两种典型的温室气体转换为合成气,进而通过费托反应或羰基合成生产液态燃料。这一反应既能够实现甲烷的工业转化,合成有用的化工产品,也能有效减小碳排放量,在能源与环境领域都有重要的意义。镍基催化剂因为其优越的催化活性、丰富的金属储量和低廉的价格而受到了广泛关注,然而镍基等非贵金属催化剂在常温下长时间反应容易因为碳沉积和金属活性组分烧结等因素失活。因此研究人员从各个角度出发进行催化剂的设计和制备,以期开发出具有优良抗积碳性能和高温稳定性的Ni基催化剂,从而推动甲烷干法重整反应的工业化运行。在本论文的研究工作中,我们主要通过一步水热法制备了多级空心球结构镍基甲烷干法重整催化剂Ni/MgO-SiO₂,该催化剂具备高比表面积(477.4 m²/g)和分散的小尺寸Ni金属颗粒(6.6 nm)。通过与水热对照样Ni/SiO₂对比...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 甲烷干法重整反应概述
        1.2.1 反应热力学
        1.2.2 反应机理
    1.3 甲烷干法重整反应催化剂
        1.3.1 催化剂金属活性组分
        1.3.2 催化剂载体
        1.3.3 催化剂的失活
    1.4 镍基催化剂提高活性及稳定性的研究进展
        1.4.1 金属-载体相互作用力
        1.4.2 双金属协同效应
        1.4.3 催化剂助剂
        1.4.4 催化剂结构
        1.4.5 催化剂合成方法
        1.4.6 镍基催化剂发展总结与展望
    1.5 本论文的主要工作和研究意义
第二章 实验部分
    2.1 化学试剂及原料
    2.2 Ni/MgO-SiO₂及对照样合成路线
        2.2.1 SiO₂微球的合成
        2.2.2 Ni/MgO-SiO₂的合成
        2.2.3 Ni/SiO₂催化剂的合成
        2.2.4 IM-Ni/MgO-SiO₂催化剂的合成
        2.2.5 IM-Ni/SiO₂催化剂的合成
    2.3 Ni@MgO/SiO₂合成路线
        2.3.1 水热制备Ni/SiO2

        2.3.2 化学气相沉积制备Ni@MgO/SiO₂

    2.4 表征设备及方法
        2.4.1 表征设备
        2.4.2 形貌结构表征
        2.4.3 催化性能表征
    2.5 本章小结
第三章 NI/MGO-SIO₂性能研究与讨论
    3.1 引言
    3.2 形貌结构表征结果与讨论
    3.3 催化活性表征结果与讨论
        3.3.1 MgO助剂对催化活性的影响
        3.3.2 合成路线对催化活性的影响
    3.4 催化稳定性表征结果与讨论
    3.5 本章小结
第四章 NI@MGO/SIO₂性能研究与讨论
    4.1 形貌结构表征结果与讨论
    4.2 催化性能表征结果与讨论
    4.3 本章小结
第五章 全文总结
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文



本文编号：3902971

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