草酸二甲酯加氢：Ni-foam结构化Ni基合金催化剂及定向转化的合金催化效应
发布时间：2021-09-17 06:01
石油化工产品是国民经济发展的重要基础原料,但随着石油资源的枯竭,利用国内丰富的合成气资源,开发非石油路线用于生产大宗化学品以及具有高附加值的精细化学品对于优化我国能源结构,促进国民经济发展具有非常重要的意义。其中,合成气经草酸二甲酯（DMO）加氢可以制得以下三种基础化学品:乙醇酸甲酯（MG）、乙二醇（EG）和乙醇（EtOH）。尽管DMO加氢在我国已经初步实现了工业化,但所使用的Cu/SiO2催化剂仍存在一定的问题,例如Cu纳米颗粒易烧结失活,硅流失,单一目标产物选择性差及高选择性温度操作窗口窄等。此外,DMO加氢是强放热过程,规模放大热效应明显,而载体SiO2导热性能较差,容易在催化剂床层产生热点,加剧以上问题。针对上述问题,本论文以DMO催化加氢定向选择性调控为目标,结合强化催化剂热质传递的考虑,采用具有三维非规则空隙结构、热/质传递性能优异的Ni-foam为基体,基于“Top-Down”的反应器（流动与传递）-催化剂（表-界面反应）一体化设计理念,利用Ni-foam自身的化学活泼性在Ni-foam骨架表面内源生长Ni基合金前驱体再经合金化...
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
PdNi/Ni-foam催化剂的原电池置换制备
华东师范大学博士学位论文19铝丝、铝合金小球等[96,97]，可以预见这些整装结构材料的应用具有潜在的巨大空间。图1-7.NiC2O4·2H2O/Ni-foam的形成机理图。Figure1-7.SchematicillustrationofthefabricationforNiC2O4·2H2O/Ni-foam.在强放热的低浓度甲烷催化燃烧反应中，小尺寸的Pd纳米颗粒被认为是高效的活性组分，而助剂Mg可以有效地增强催化剂抗水中毒的能力。潘等[98]将Al纤维毡置于尿素、硝酸镁和硝酸铝的混合溶液中，160oC水热处理6小时，即在Al-fiber表面原位生长镁铝水滑石，随后以交换法将Pd引入催化剂。该方法得到了高度分散的Pd纳米颗粒，Pd颗粒尺寸仅为2nm，且Pd纳米颗粒被均匀分散的MgO包裹，可有效地抑制Pd2+的深度氧化。制备的Pd/MgAl-LDH/Al-fiber催化剂起燃温度低至230oC，在350oC下即能完全转化甲烷，并且能够在500小时水汽测试中保持稳定。1.3.2.5酸碱处理法酸碱处理法是指利用强酸或者强碱处理化学性质比较活泼的金属基体（如Al、Ni、Fe等），从而在金属基体上形成多孔层，以达到增加比表面积的目的。目前酸碱处理法被广泛的应用于金属基体的预处理。例如，Li[99]等利用硝酸和氢氟酸摩尔比为3的混合酸在40oC酸蚀处理FeCrAl-fiber20分钟，即可在FeCrAl-fiber基体上形成大小均一的微孔，比表面积也随之增大。此外得到的载体经过热震荡处理后，仅有0.11wt%的质量损失。
华东师范大学博士学位论文201.3.2.6分子筛原位晶化生长分子筛原位晶化生长是指通过原位水热、气相传输、蒸汽辅助晶化等方式在金属基体上原位生长分子筛，避免涂覆法制备结构化分子筛存在的分子筛层易剥落问题[100-104]。例如，Ding等[100]采用气相传输法将ZSM-5负载在具有三维开放大孔结构的不锈钢纤维毡上（图1-8）。相比于ZSM-5粉体催化剂，制备的ZSM-5/SS-fiber结构催化剂在甲醇制丙烯反应中表现出更优异的丙烯选择性以及催化剂稳定性。这主要是因为ZSM-5/SS-fiber核壳催化剂壳层厚度较小，有利于反应物和中间产物的扩散，从而提高了酸性位利用效率，达到窄化产物停留时间来减少副反应，以及抑制芳烃路径来降低催化剂的积炭速率的效果。此外将ZSM-5/SS-fiber催化剂置于石油醚中超声处理20小时或者经过10次热震荡处理，仅有0.3wt%的ZSM-5发生脱落，表现出极佳的壳层牢固度。还需指出，该制备策略具有较强的普适性，还可用于制备TS-1，silicalite-1，ZSM-11，Beta等其他种类的分子筛[105,106]。图1-8.ZSM-5/SS-fiber核壳催化剂的制备示意图以及织构性质。Figure1-8.SchematicillustrationofthepreparationandstructuralfeaturesofZSM-5/SS-fibercatalyst.1.3.2.7其他新兴制备方法除上述提到的一些制备方法，阳极氧化法、等离子体喷涂法、电泳沉积法、化学气相沉积法、蒸氨法等新兴制备方法也致力于整装金属foam/fiber结构的催
本文编号：3398114
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
PdNi/Ni-foam催化剂的原电池置换制备
华东师范大学博士学位论文19铝丝、铝合金小球等[96,97]，可以预见这些整装结构材料的应用具有潜在的巨大空间。图1-7.NiC2O4·2H2O/Ni-foam的形成机理图。Figure1-7.SchematicillustrationofthefabricationforNiC2O4·2H2O/Ni-foam.在强放热的低浓度甲烷催化燃烧反应中，小尺寸的Pd纳米颗粒被认为是高效的活性组分，而助剂Mg可以有效地增强催化剂抗水中毒的能力。潘等[98]将Al纤维毡置于尿素、硝酸镁和硝酸铝的混合溶液中，160oC水热处理6小时，即在Al-fiber表面原位生长镁铝水滑石，随后以交换法将Pd引入催化剂。该方法得到了高度分散的Pd纳米颗粒，Pd颗粒尺寸仅为2nm，且Pd纳米颗粒被均匀分散的MgO包裹，可有效地抑制Pd2+的深度氧化。制备的Pd/MgAl-LDH/Al-fiber催化剂起燃温度低至230oC，在350oC下即能完全转化甲烷，并且能够在500小时水汽测试中保持稳定。1.3.2.5酸碱处理法酸碱处理法是指利用强酸或者强碱处理化学性质比较活泼的金属基体（如Al、Ni、Fe等），从而在金属基体上形成多孔层，以达到增加比表面积的目的。目前酸碱处理法被广泛的应用于金属基体的预处理。例如，Li[99]等利用硝酸和氢氟酸摩尔比为3的混合酸在40oC酸蚀处理FeCrAl-fiber20分钟，即可在FeCrAl-fiber基体上形成大小均一的微孔，比表面积也随之增大。此外得到的载体经过热震荡处理后，仅有0.11wt%的质量损失。
华东师范大学博士学位论文201.3.2.6分子筛原位晶化生长分子筛原位晶化生长是指通过原位水热、气相传输、蒸汽辅助晶化等方式在金属基体上原位生长分子筛，避免涂覆法制备结构化分子筛存在的分子筛层易剥落问题[100-104]。例如，Ding等[100]采用气相传输法将ZSM-5负载在具有三维开放大孔结构的不锈钢纤维毡上（图1-8）。相比于ZSM-5粉体催化剂，制备的ZSM-5/SS-fiber结构催化剂在甲醇制丙烯反应中表现出更优异的丙烯选择性以及催化剂稳定性。这主要是因为ZSM-5/SS-fiber核壳催化剂壳层厚度较小，有利于反应物和中间产物的扩散，从而提高了酸性位利用效率，达到窄化产物停留时间来减少副反应，以及抑制芳烃路径来降低催化剂的积炭速率的效果。此外将ZSM-5/SS-fiber催化剂置于石油醚中超声处理20小时或者经过10次热震荡处理，仅有0.3wt%的ZSM-5发生脱落，表现出极佳的壳层牢固度。还需指出，该制备策略具有较强的普适性，还可用于制备TS-1，silicalite-1，ZSM-11，Beta等其他种类的分子筛[105,106]。图1-8.ZSM-5/SS-fiber核壳催化剂的制备示意图以及织构性质。Figure1-8.SchematicillustrationofthepreparationandstructuralfeaturesofZSM-5/SS-fibercatalyst.1.3.2.7其他新兴制备方法除上述提到的一些制备方法，阳极氧化法、等离子体喷涂法、电泳沉积法、化学气相沉积法、蒸氨法等新兴制备方法也致力于整装金属foam/fiber结构的催
本文编号：3398114
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