LaNiO 3 /SiO 2 的A位取代对甲烷化反应催化性能的影响
发布时间：2021-08-16 19:55
Ni基催化剂在一氧化碳甲烷化反应中存在的主要问题是积碳和烧结,需要解决的核心问题是在保持活性较高的提前下提高催化剂的抗积碳和抗烧结能力。LaNiO3属于钙钛矿型复合氧化物（PTO）,在PTO晶格中,A位（La）和B位（Ni）离子在原子水平上高度分散,且被限域在PTO晶粒中,还原后得到的A位La氧化物和B位Ni金属构成的纳米颗粒充分接触,利于相互作用,可实现Ni粒子高度分散,且易于生成消积碳的碳酸镧物种,从而能够同时起到有效防止Ni颗粒的烧结和抗积碳的目的。LaNiO3的A位部分取代可以改变B位阳离子的氧化态及氧空位浓度,还原后生成的A、A’和B紧密接触,可有望提高催化活性。本文通过柠檬酸络合法制备了LaNiO3/SiO2催化剂用于一氧化碳甲烷化反应,采用XRD、H2-TPR、XPS、TG、BET等方法进行表征,分析不同元素掺杂、同类元素掺杂量、载体结构对催化剂结构、活性组分还原状态及催化性能的影响,并探讨它们之间的相互关系。La0.75A0.25...
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ABO3型钙钛矿的结构
高温容易烧结和氧化。从文献综述的结果可知，能够同时提高催化剂的抗烧结和抗积碳性能的方法包括以下两种：多孔结构壳层(如 SiO2/Al2O3)封装金属纳米粒子使用双金属催化剂，但该类型催化剂低温活性降低。钙钛矿型氧化物 LaNiO3本身具有较强的抗积碳和抗烧结能力，但其相对于其他Ni 基催化剂活性较低，但其 A、B 位离子均可被其他离子部分取代，从而可以改变 B位离子的状态及氧空位的浓度，有助于提高其催化性能。基于上述思路，本论文拟采用柠檬酸络合法和等体积浸渍法，将前驱体组合在PTO 中，并使 PTO 晶粒高度分散在载体上，制备担载的钙钛矿型复合氧化物。采用不同元素（Ce、Ca、Sr 及 Sm）进行 A 位取代，实现在 PTO 中掺杂助剂离子，将两种助剂离子和活性组分离子高度分散和限制在前驱体晶粒中，还原后的 A、A’和 B 紧密接触且高度分散于 SiO2载体上可提高催化性能。通过这样的催化剂设计，可提高催化剂的低温活性和抗烧结性能，以期解决或显著改善 CO 甲烷化催化剂面临的活性组分易烧结、易积碳和低温活性低等问题，并系统研究催化剂结构特点。
图 2-1 钙钛矿型氧化物 LaNiO3合成步骤流程图Figure 2-1 Technological process for the synthesis steps of LaNiO3perovskite oxide2.2 样品的表征2.2.1 X 射线粉末衍射（XRD）XRD 是采用日本理学（Rigaku）公司生产 SmartLab 9KW 型号 X 射线衍射仪测定的。采用 Cu 靶配置(波长 0.154nm)，配备高灵敏度的 D/teXUltra250 检测系统，管电压为 40kV，管流为 40mA，催化剂的扫描范围宽角度 5°~80°，描速率为 30°/min。利用谢乐公式（Scherrer）对晶粒的尺寸进行计算，计算公式为： = 其中，D-为晶粒尺寸（nm），k-为 Scherrer 常数，一般取 0.89， -为 x 射线波长，等于 0.154nm， -为积分半高宽度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]合成气制天然气甲烷化催化剂的研究进展[J]. 刘伟. 石油化工. 2018(02)
[2]甲烷合成催化剂及其抗烧结性能研究进展[J]. 常婕,李稣领,刘超雷,李晨佳,刘鹏翔,常俊石. 工业催化. 2017(11)
[3]钙助剂对负载型镍/二氧化钛催化剂甲烷化性能的影响[J]. 吴刚强,王煜炎,郎中敏,王亚雄,徐绍平. 无机盐工业. 2017(09)
[4]不同工艺条件下CO甲烷化催化剂的稳定性[J]. 魏雪梅,唐浩东,李鑫,刘化章. 化学反应工程与工艺. 2015(05)
[5]甲烷化催化剂及其失活研究进展[J]. 郭秋双,李晨佳,常俊石. 工业催化. 2015(07)
[6]我国煤制天然气产业动态、存在问题及建议[J]. 温亮,张俊江. 煤化工. 2014(06)
[7]钙钛矿型氧化物La1-xMxNiO3的制备及其可见光催化性能[J]. 滕昭玉,黄俊川,刘林,廖莉玲,周清娣. 广东化工. 2014(20)
[8]载体SiO2孔径及助剂对Co/SiO2催化剂微观结构及费托合成反应性能的影响[J]. 江云辉,付廷俊,吕静,李振花. 高校化学工程学报. 2014(03)
[9]Ce含量对Ni-Ce/Al2O3催化剂结构及浆态床CO甲烷化性能的影响[J]. 孟凡会,刘军,李忠,钟朋展,郑华艳. 燃料化学学报. 2014(02)
[10]煤制天然气甲烷化催化剂及机理的研究进展[J]. 李茂华,杨博,鹿毅,刘玉梅. 工业催化. 2014(01)
博士论文
[1]钙钛矿负载镍催化剂用于乙醇水蒸气重整制氢反应的研究[D]. 陈顺权.天津大学 2010
[2]纳米钙钛矿型ABO3复合氧化物的光催化氧化还原活性[D]. 杨秋华.天津大学 2003
硕士论文
[1]钙钛矿型双功能氧电极LaNiO3的研究及应用[D]. 杜真真.合肥工业大学 2014
[2]具有介孔特征钙钛矿复合结构催化新材料的制备与表征[D]. 刘君.北京化工大学 2012
本文编号：3346290
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ABO3型钙钛矿的结构
高温容易烧结和氧化。从文献综述的结果可知，能够同时提高催化剂的抗烧结和抗积碳性能的方法包括以下两种：多孔结构壳层(如 SiO2/Al2O3)封装金属纳米粒子使用双金属催化剂，但该类型催化剂低温活性降低。钙钛矿型氧化物 LaNiO3本身具有较强的抗积碳和抗烧结能力，但其相对于其他Ni 基催化剂活性较低，但其 A、B 位离子均可被其他离子部分取代，从而可以改变 B位离子的状态及氧空位的浓度，有助于提高其催化性能。基于上述思路，本论文拟采用柠檬酸络合法和等体积浸渍法，将前驱体组合在PTO 中，并使 PTO 晶粒高度分散在载体上，制备担载的钙钛矿型复合氧化物。采用不同元素（Ce、Ca、Sr 及 Sm）进行 A 位取代，实现在 PTO 中掺杂助剂离子，将两种助剂离子和活性组分离子高度分散和限制在前驱体晶粒中，还原后的 A、A’和 B 紧密接触且高度分散于 SiO2载体上可提高催化性能。通过这样的催化剂设计，可提高催化剂的低温活性和抗烧结性能，以期解决或显著改善 CO 甲烷化催化剂面临的活性组分易烧结、易积碳和低温活性低等问题，并系统研究催化剂结构特点。
图 2-1 钙钛矿型氧化物 LaNiO3合成步骤流程图Figure 2-1 Technological process for the synthesis steps of LaNiO3perovskite oxide2.2 样品的表征2.2.1 X 射线粉末衍射（XRD）XRD 是采用日本理学（Rigaku）公司生产 SmartLab 9KW 型号 X 射线衍射仪测定的。采用 Cu 靶配置(波长 0.154nm)，配备高灵敏度的 D/teXUltra250 检测系统，管电压为 40kV，管流为 40mA，催化剂的扫描范围宽角度 5°~80°，描速率为 30°/min。利用谢乐公式（Scherrer）对晶粒的尺寸进行计算，计算公式为： = 其中，D-为晶粒尺寸（nm），k-为 Scherrer 常数，一般取 0.89， -为 x 射线波长，等于 0.154nm， -为积分半高宽度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]合成气制天然气甲烷化催化剂的研究进展[J]. 刘伟. 石油化工. 2018(02)
[2]甲烷合成催化剂及其抗烧结性能研究进展[J]. 常婕,李稣领,刘超雷,李晨佳,刘鹏翔,常俊石. 工业催化. 2017(11)
[3]钙助剂对负载型镍/二氧化钛催化剂甲烷化性能的影响[J]. 吴刚强,王煜炎,郎中敏,王亚雄,徐绍平. 无机盐工业. 2017(09)
[4]不同工艺条件下CO甲烷化催化剂的稳定性[J]. 魏雪梅,唐浩东,李鑫,刘化章. 化学反应工程与工艺. 2015(05)
[5]甲烷化催化剂及其失活研究进展[J]. 郭秋双,李晨佳,常俊石. 工业催化. 2015(07)
[6]我国煤制天然气产业动态、存在问题及建议[J]. 温亮,张俊江. 煤化工. 2014(06)
[7]钙钛矿型氧化物La1-xMxNiO3的制备及其可见光催化性能[J]. 滕昭玉,黄俊川,刘林,廖莉玲,周清娣. 广东化工. 2014(20)
[8]载体SiO2孔径及助剂对Co/SiO2催化剂微观结构及费托合成反应性能的影响[J]. 江云辉,付廷俊,吕静,李振花. 高校化学工程学报. 2014(03)
[9]Ce含量对Ni-Ce/Al2O3催化剂结构及浆态床CO甲烷化性能的影响[J]. 孟凡会,刘军,李忠,钟朋展,郑华艳. 燃料化学学报. 2014(02)
[10]煤制天然气甲烷化催化剂及机理的研究进展[J]. 李茂华,杨博,鹿毅,刘玉梅. 工业催化. 2014(01)
博士论文
[1]钙钛矿负载镍催化剂用于乙醇水蒸气重整制氢反应的研究[D]. 陈顺权.天津大学 2010
[2]纳米钙钛矿型ABO3复合氧化物的光催化氧化还原活性[D]. 杨秋华.天津大学 2003
硕士论文
[1]钙钛矿型双功能氧电极LaNiO3的研究及应用[D]. 杜真真.合肥工业大学 2014
[2]具有介孔特征钙钛矿复合结构催化新材料的制备与表征[D]. 刘君.北京化工大学 2012
本文编号：3346290
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3346290.html
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