氧化铝负载镍和钴催化剂在CH 4 -CO 2 催化重整反应中的应用

发布时间：2022-02-19 11:54

　　甲烷二氧化碳重整反应是高效制取H2和CO合成气的有效途径之一,其H2/CO比值小于1,适合费托合成生产汽油、煤油、乙醇等燃料,进而减少温室气体、缓解能源压力。本文通过改变镍负载量、前驱体镍金属盐（氯化镍、硝酸镍、醋酸镍、柠檬酸镍）以及焙烧温度（500、700、800°C）,从而有效调控催化剂Ni/Al₂O₃中金属颗粒粒径和分散度,详尽分析了单质镍粒径对催化活性的影响,研究结果显示,镍最优负载量为4-6%,焙烧温度为500°C时,以醋酸镍为前驱体制取的催化剂催化活性最优。另一方面,本文详尽地考察了氧化钇的添加对Ni/Al₂O₃、Co/Al₂O₃催化活性的影响,综合X射线衍射分析技术（X ray-diffraction,XRD）、N2吸脱附、透射电子显微镜（Transmission electron microscopy,TEM）、程序升温还原（Temperature Program Reduction,TPR）、CO₂程序升温脱附（CO... 

【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】：78 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 甲烷重整催化体系催化剂的研究
        1.2.1 负载型贵金属催化剂的研究概述
        1.2.2 镍基催化剂的研究概述
        1.2.3 钴系列催化剂的研究概述
        1.2.4 载体的选择对催化性能的影响
        1.2.5 助剂对催化性能的影响
        1.2.6 催化剂制备方法的研究
    1.3 本论文的选题依据和研究内容
        1.3.1 研究背景
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 论文创新点
第二章 研究方法及表征手段
    2.1 原料与试剂
        2.1.1 实验原料及试剂
    2.2 实验设备
    2.3 数据处理计算方法
    2.4 催化剂的表征手段
        2.4.1 X射线衍射分析技术（XRD）
        2.4.2 N_2吸附脱附曲线表征
        2.4.3 紫外可见漫反射分析（UV-vis DRS）
        2.4.4 催化剂元素含量测定（ICP-MS）
        2.4.5 程序升温还原表征（TPR）
        2.4.6 CO_2程序升温脱附（CO_2-TPD）
        2.4.7 透射电子显微镜表征（TEM）
        2.4.8 热重分析表征（TG）
        2.4.9 拉曼光谱表征（Raman）
第三章 镍基最优催化剂催化活性研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 催化剂的制备
        3.2.2 CH_4-CO_2重整反应活性测试
    3.3 金属负载量对镍基催化剂影响
        3.3.1 催化活性研究
            3.3.1.1 金属负载量不同的镍基催化剂活性探究
            3.3.1.2 金属负载量各异镍基催化剂活性与温度的关系
            3.3.1.3 原料气组成对镍基催化剂活性影响
        3.3.2 反应前催化剂表征
            3.3.2.1 焙烧后镍基催化剂X-射线衍射分析
            3.3.2.2 焙烧后镍基催化剂固体紫外分析
            3.3.2.3 焙烧后镍基催化剂程序升温还原表征
        3.3.3 反应后催化剂表征
            3.3.3.1 反应后镍基催化剂X-射线衍射分析
            3.3.3.2 反应后催化剂TEM表征
    3.4 不同前驱体对镍基催化剂催化活性及结构的影响
        3.4.1 催化活性研究
            3.4.1.1 醋酸镍前驱体对催化活性的影响
            3.4.1.2 氯化镍前驱体对催化活性的影响
            3.4.1.3 硝酸镍前驱体对催化活性的影响
            3.4.1.4 柠檬酸镍前驱体对催化活性的影响
        3.4.2 焙烧后催化剂表征结果
            3.4.2.1 焙烧后催化剂X-射线衍射分析（XRD）
            3.4.2.2 焙烧后催化剂程序升温还原表征（TPR）
            3.4.2.3 焙烧后催化剂紫外可见漫反射表征（UV-Dis-DRS）
        3.4.3 反应后催化剂表征
            3.4.3.1 反应后催化剂X-射线衍射
            3.4.3.2 反应后催化剂TEM表征
            3.4.3.3 不同前驱体和焙烧温度制备的催剂Ni/Al_2O_3结构性能
            3.4.3.4 镍尺寸大小与甲烷终止转化率的关系
    3.5 本章小结
第四章 钇掺杂策略对镍和钴催化剂催化性能影响
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 催化剂的制备
    4.3 催化剂活性表测试结果
        4.3.1 钇掺杂策略对催化剂Ni/Al_2O_3催化活性的影响
        4.3.2 反应温度对镍基催化剂催化活性影响
        4.3.3 原料气组成对镍基催化活性的影响
    4.4 反应前催化剂表征结果
        4.4.1 氧化钇修饰后的镍和钴催化剂结构性能
        4.4.2 催化剂透射电子显微镜表征
        4.4.3 催化剂紫外可见漫反射表征
        4.4.4 催化剂程序升温还原表征
        4.4.5 CO_2-TPD程序升温脱附
    4.5 反应后催化剂表征结果
        4.5.1 反应后催化剂TEM表征
        4.5.2 反应后催化剂TG表征
        4.5.3 反应后催化剂拉曼（Raman）表征
    4.6 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
答辩委员会对论文的评定意见


【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of Ni loadings on the activity and coke formation of MgO-modified Ni/Al2O3 nanocatalyst in dry reforming of methane[J]. Zahra Alipour,Mehran Rezaei,Fereshteh Meshkani.  Journal of Energy Chemistry. 2014(05)
[2]Ni/Y2O3-Al2O3 catalysts for hydrogen production from steam reforming of ethanol at low temperature[J]. 马洪波,张荣斌,黄思富,谌伟庆,石秋杰.  Journal of Rare Earths. 2012(07)
[3]多相催化体系的反应机理和失活模式(英文)[J]. K.KUMBILIEVA,L.PETROV,Y.ALHAMED,A.ALZAHRANI.  催化学报. 2011(03)
[4]甲烷二氧化碳催化重整制合成气的催化剂研究新进展[J]. 李穗玲,李白滔.  石油与天然气化工. 2008(04)



本文编号：3632850