镍基复合微波催化剂催化甲烷直接转化制氢的研究
发布时间：2021-10-25 14:27
能源是人类日常社会生活和工业发展的必需品。化石资源因不可再生且燃烧时所产生的气体严重威胁自然环境以及人类的健康,寻找可持续的替代燃料成为现下非常有潜力和价值的研究方向。氢作为一种潜在的零排放燃料和能源载体,具有来源广泛、燃烧热值高和产物无污染等优点,广泛应用于航空航天、燃料电池、电子制造业及化工原料等行业,具有广阔的发展前景。目前工业上用于甲烷制氢主要有水蒸气重整（SRM）、二氧化碳重整（DMR）、部分氧化法（POM）和自热重整（ATR）这四种,该技术共同的缺点是产物中含COx和H2的混合物,很难制得高纯氢。因此,开发一种无COx的制氢工艺来替代传统制氢方法是非常具有研究意义的。本论文提出制备无COx氢的新思路,即将新型微波催化技术应用于甲烷直接转化制氢工艺中,使甲烷在温和的条件下实现高效的转化,且产物可得到高纯氢气及具有良好经济价值的碳纳米材料。采用尿素沉淀法制备Ni/Mo2C/?-Al2O3和Ni/Mo2C/...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
能源转型历程及趋势[2]
湘潭大学2020届硕士学位论文3图1.2氢能源的利用途径[12]1.1.3氢气的生产图1.3制氢方法汇总[13]目前，制氢技术包括化石燃料制氢（甲烷蒸汽重整、干式重整、自热重整、氧化重整、碳气化、烃类分解、水煤气变换反应）、电解法制氢、高温分解制氢、副产氢气及其他制氢方式等[13]。如图1.3所示，在制氢的各种方法中，利用电解池电解水制氢是一个众所周知的研究过程。该方法制氢效率一般在75%～85%，工艺过程简单，对环境无污染。但消耗电量大，制氢规模较小，单台最大制氢能力为2000m3/h，在工业推广应用受到限制。甲烷的氢碳比是所有烃类中最高的，与其他碳氢化合物相比，甲烷的有效转化可以产生更多的氢气。甲烷干式重整和蒸汽重整法是最传统、最经济的制氢技术，其产生的氢气约占世界氢气消耗量的50%。然而，这种方法产生的氢气若应用到合成氨和燃料电池中，需要净化以去除CO和CO2，纯化氢气这一工程又增加了制氢工艺的成本。同时，产物中所含的CO和CO2可致使反应中的催化剂失活。考虑到甲烷是一个丰富的氢碳比高的
湘潭大学2020届硕士学位论文3图1.2氢能源的利用途径[12]1.1.3氢气的生产图1.3制氢方法汇总[13]目前，制氢技术包括化石燃料制氢（甲烷蒸汽重整、干式重整、自热重整、氧化重整、碳气化、烃类分解、水煤气变换反应）、电解法制氢、高温分解制氢、副产氢气及其他制氢方式等[13]。如图1.3所示，在制氢的各种方法中，利用电解池电解水制氢是一个众所周知的研究过程。该方法制氢效率一般在75%～85%，工艺过程简单，对环境无污染。但消耗电量大，制氢规模较小，单台最大制氢能力为2000m3/h，在工业推广应用受到限制。甲烷的氢碳比是所有烃类中最高的，与其他碳氢化合物相比，甲烷的有效转化可以产生更多的氢气。甲烷干式重整和蒸汽重整法是最传统、最经济的制氢技术，其产生的氢气约占世界氢气消耗量的50%。然而，这种方法产生的氢气若应用到合成氨和燃料电池中，需要净化以去除CO和CO2，纯化氢气这一工程又增加了制氢工艺的成本。同时，产物中所含的CO和CO2可致使反应中的催化剂失活。考虑到甲烷是一个丰富的氢碳比高的
【参考文献】：
期刊论文
[1]氢能源产业链现状研究与前景分析[J]. 洪虹,章斯淇. 氯碱工业. 2019(09)
[2]世界能源转型与发展——低碳时代下的全球趋势与中国特色[J]. 罗佐县,许萍,邓程程,杨宁,王殿铭. 石油石化绿色低碳. 2019(01)
[3]2015年世界能源供需解读——基于《BP世界能源统计年鉴》[J]. 代晓东,王潇潇,毕晓光,杨景斌,印树明,梁月. 天然气与石油. 2017(01)
[4]氢能源的利用现状分析[J]. 赵永志,蒙波,陈霖新,王赓,郑津洋,顾超华,张鑫,张俊峰. 化工进展. 2015(09)
[5]包信和 “磨”出甲烷高效转化新突破[J]. 姜天海. 科学新闻. 2015(04)
[6]微波辐射下活性炭催化甲烷裂解制氢[J]. 刘树刚,邓文义,苏亚欣,沈恒根. 化工进展. 2014(10)
[7]2013年世界能源供需浅析——《BP世界能源统计2014》解读[J]. 王睿. 当代石油石化. 2014(09)
[8]半焦炭催化甲烷裂解及动力学特性[J]. 张国杰,张永发,张猛,赵炜. 现代化工. 2009(S1)
[9]Mo2C负载量对甲烷二氧化碳重整制合成气催化剂Mo2C/γ-Al2O3的影响[J]. 斯钦德力根,杨志杰. 内蒙古石油化工. 2009(08)
[10]Mo2C/SAPO-11催化剂上正己烷异构化反应研究[J]. 孟禹,谷峰,王海彦,常勇. 石油炼制与化工. 2009(02)
博士论文
[1]镍基催化剂上甲烷裂解反应的研究[D]. 李勇.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所） 2006
本文编号：3457589
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
能源转型历程及趋势[2]
湘潭大学2020届硕士学位论文3图1.2氢能源的利用途径[12]1.1.3氢气的生产图1.3制氢方法汇总[13]目前，制氢技术包括化石燃料制氢（甲烷蒸汽重整、干式重整、自热重整、氧化重整、碳气化、烃类分解、水煤气变换反应）、电解法制氢、高温分解制氢、副产氢气及其他制氢方式等[13]。如图1.3所示，在制氢的各种方法中，利用电解池电解水制氢是一个众所周知的研究过程。该方法制氢效率一般在75%～85%，工艺过程简单，对环境无污染。但消耗电量大，制氢规模较小，单台最大制氢能力为2000m3/h，在工业推广应用受到限制。甲烷的氢碳比是所有烃类中最高的，与其他碳氢化合物相比，甲烷的有效转化可以产生更多的氢气。甲烷干式重整和蒸汽重整法是最传统、最经济的制氢技术，其产生的氢气约占世界氢气消耗量的50%。然而，这种方法产生的氢气若应用到合成氨和燃料电池中，需要净化以去除CO和CO2，纯化氢气这一工程又增加了制氢工艺的成本。同时，产物中所含的CO和CO2可致使反应中的催化剂失活。考虑到甲烷是一个丰富的氢碳比高的
湘潭大学2020届硕士学位论文3图1.2氢能源的利用途径[12]1.1.3氢气的生产图1.3制氢方法汇总[13]目前，制氢技术包括化石燃料制氢（甲烷蒸汽重整、干式重整、自热重整、氧化重整、碳气化、烃类分解、水煤气变换反应）、电解法制氢、高温分解制氢、副产氢气及其他制氢方式等[13]。如图1.3所示，在制氢的各种方法中，利用电解池电解水制氢是一个众所周知的研究过程。该方法制氢效率一般在75%～85%，工艺过程简单，对环境无污染。但消耗电量大，制氢规模较小，单台最大制氢能力为2000m3/h，在工业推广应用受到限制。甲烷的氢碳比是所有烃类中最高的，与其他碳氢化合物相比，甲烷的有效转化可以产生更多的氢气。甲烷干式重整和蒸汽重整法是最传统、最经济的制氢技术，其产生的氢气约占世界氢气消耗量的50%。然而，这种方法产生的氢气若应用到合成氨和燃料电池中，需要净化以去除CO和CO2，纯化氢气这一工程又增加了制氢工艺的成本。同时，产物中所含的CO和CO2可致使反应中的催化剂失活。考虑到甲烷是一个丰富的氢碳比高的
【参考文献】：
期刊论文
[1]氢能源产业链现状研究与前景分析[J]. 洪虹,章斯淇. 氯碱工业. 2019(09)
[2]世界能源转型与发展——低碳时代下的全球趋势与中国特色[J]. 罗佐县,许萍,邓程程,杨宁,王殿铭. 石油石化绿色低碳. 2019(01)
[3]2015年世界能源供需解读——基于《BP世界能源统计年鉴》[J]. 代晓东,王潇潇,毕晓光,杨景斌,印树明,梁月. 天然气与石油. 2017(01)
[4]氢能源的利用现状分析[J]. 赵永志,蒙波,陈霖新,王赓,郑津洋,顾超华,张鑫,张俊峰. 化工进展. 2015(09)
[5]包信和 “磨”出甲烷高效转化新突破[J]. 姜天海. 科学新闻. 2015(04)
[6]微波辐射下活性炭催化甲烷裂解制氢[J]. 刘树刚,邓文义,苏亚欣,沈恒根. 化工进展. 2014(10)
[7]2013年世界能源供需浅析——《BP世界能源统计2014》解读[J]. 王睿. 当代石油石化. 2014(09)
[8]半焦炭催化甲烷裂解及动力学特性[J]. 张国杰,张永发,张猛,赵炜. 现代化工. 2009(S1)
[9]Mo2C负载量对甲烷二氧化碳重整制合成气催化剂Mo2C/γ-Al2O3的影响[J]. 斯钦德力根,杨志杰. 内蒙古石油化工. 2009(08)
[10]Mo2C/SAPO-11催化剂上正己烷异构化反应研究[J]. 孟禹,谷峰,王海彦,常勇. 石油炼制与化工. 2009(02)
博士论文
[1]镍基催化剂上甲烷裂解反应的研究[D]. 李勇.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所） 2006
本文编号：3457589
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