钛改性SBA分子筛镍基催化剂及其CO选择性甲烷化性能

发布时间：2022-02-20 09:21

　　目前,以质子交换膜燃料电池（PEMFCs）为动力源的氢燃料电池汽车（FCEV）必须解决获取高纯度氢气的问题,其亟待突破的瓶颈是富氢原料气中少量CO的深度净化以避免PEMFCs铂电极不可逆中毒。CO选择性甲烷化法是备受关注的能够将富氢气体中的CO深度净化的有效方法之一,其关键在于研制一种低温下具有高催化活性、高选择性和稳定性的金属负载型催化剂。本文采用嫁接合成法,以钛酸异丙酯作为钛源改性SBA-16和SBA-15介孔分子筛,通过浸渍法制备负载型Ni基催化剂,并以CO选择性甲烷化为探针反应评价其催化性能和稳定性。采用XRD、N₂吸附-脱附、SEM、TEM、FT-IR、XPS、H₂-TPR表征手段对催化剂进行表征分析,探索了Ti的引入对催化剂表面性质和结构特征的影响,探讨了Ti负载量、Ni负载量、焙烧温度和还原温度等对催化剂性能的影响。主要研究内容如下:（1）Ni/Ti-SBA-16催化剂仍保持着有序的介孔结构,具有较大的比表面积,Ti主要以锐钛矿相Ti O₂结晶形式分散于孔道内或表面,适宜的Ti负载量能够增强活性组分与载体间... 

【文章来源】：华南理工大学广东省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 富氢气体中CO的脱除方法
        1.2.1 CO脱除的物理方法
        1.2.2 CO脱除的化学方法
    1.3 CO选择性甲烷化催化剂的研究进展
        1.3.1 活性组分
        1.3.2 助剂
        1.3.3 载体
    1.4 介孔分子筛SBA-15与SBA-16
        1.4.1 介孔分子筛SBA-15与SBA-16 的简介
        1.4.2 介孔分子筛SBA-15与SBA-16 的改性
        1.4.3 介孔分子筛SBA-15与SBA-16 在催化领域的应用
    1.5 论文的选题意义及研究内容
        1.5.1 选题意义
        1.5.2 研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验试剂及仪器
    2.2 催化剂的表征方法
        2.2.1 X-射线衍射分析(XRD)
        2.2.2 N_2 吸附-脱附分析(N_2 adsorption-desorption)
        2.2.3 扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.4 透射电子显微镜(TEM)
        2.2.5 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)
        2.2.6 X射线光电子能谱(XPS)
        2.2.7 程序升温还原(H2-TPR)
    2.3 催化剂的性能评价
    2.4 数据处理方法
第三章 Ni/Ti-SBA-16 催化剂的合成及其CO选择性甲烷化性能
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 催化剂合成
        3.2.2 催化剂性能评价
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Ti-SBA-16的结构表征与分析
        3.3.2 Ni/Ti-SBA-16 的结构表征与分析
        3.3.3 催化剂性能影响因素及其评价
    3.4 本章小结
第四章 Ni/Ti-SBA-15 催化剂的合成及其CO选择性甲烷化性能
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 催化剂合成
        4.2.2 催化剂性能评价
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 Ti-SBA-15的结构表征与分析
        4.3.2 Ni/Ti-SBA-15 的结构表征与分析
        4.3.3 催化剂活性影响因素及其评价
        4.3.4 Ti-SBA-16与Ti-SBA-15 的催化性能对比
    4.4 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]燃料电池电动汽车控制系统研究[J]. 王春杰.  汽车实用技术. 2020(10)
[2]浅谈未来新能源汽车的技术发展趋势[J]. 王海峰.  科学技术创新. 2020(13)
[3]盐效应和氨基化对SBA-16吸附性能的影响[J]. 陈新,丁珊,高文忠,陈传明.  新乡学院学报. 2019(12)
[4]氢燃料电池车在“新时代”中国的发展趋势[J]. 王卫楠,杨振中.  汽车实用技术. 2019(23)
[5]有序介孔分子筛SBA-15的改性研究进展[J]. 张志,袁红.  应用化工. 2019(12)
[6]粉煤灰合成介孔分子筛SBA-15对稀土元素的吸附[J]. 柳向阳,崔静磊,柳丹丹,郭彦霞,程芳琴.  功能材料. 2019(04)
[7]MCM-41分子筛的水热合成、改性及其应用研究进展[J]. 鲁奇林,李雨擎.  现代化工. 2019(04)
[8]甲醇制氢应用于氢燃料电池车的可行性及其发展前景[J]. 庆绍军,侯晓宁,李林东,张磊,陈凯华,高志贤,樊卫斌.  能源与节能. 2019(02)
[9]质子交换膜燃料电池关键材料的研究现状与进展[J]. 贾双珠,李会勇,李长安,解田,周静.  化工新型材料. 2019(02)
[10]中大孔催化裂化催化剂研究进展[J]. 熊晓云,赵红娟,胡清勋,高雄厚.  工业催化. 2019(01)

博士论文
[1]新型泡沫镍负载钌催化剂的构筑及其富氢气体中CO选择性甲烷化性能[D]. 王超贤.华南理工大学 2016

硕士论文
[1]Nb2O5/SBA-16光催化氧化脱硫催化剂的制备及性能研究[D]. 王雯雯.辽宁石油化工大学 2019
[2]SBA-16磁性介孔材料的制备及其吸附性能研究[D]. 宋婕.广西师范大学 2018
[3]Ni基催化剂以及Ni-Fe双金属催化剂上CO甲烷化反应的密度泛函理论研究[D]. 王艳鑫.石河子大学 2016
[4]化学气相沉积法制备Ti/SBA-15及其催化氯丙烯环氧化[D]. 黄耀辉.湘潭大学 2013
[5]Fe,Ag-TiO2/SBA-16的制备及其光催化性能研究[D]. 唐翔波.哈尔滨工业大学 2011
[6]变压吸附法净化氢气的研究[D]. 陈惊波.南京工业大学 2005



本文编号：3634742