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POM反应中SiO2负载Ni基催化剂积/消炭效应的理解:理论和实验 被引量:1
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作者 夏文生 陈蓉芳 +3 位作者 王雅莉 李琪 翁维正 万惠霖 《厦门大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期726-729,共4页
针对甲烷部分氧化(partial oxidation of methane,POM)制合成气反应中SiO2负载Ni基催化剂表面易积炭的问题,从理论计算和实验研究的角度进行了探讨.理论计算结果表明,金属Ni粒径的减小可以降低表面积炭,而部分氧化的金属Ni可以提高表面... 针对甲烷部分氧化(partial oxidation of methane,POM)制合成气反应中SiO2负载Ni基催化剂表面易积炭的问题,从理论计算和实验研究的角度进行了探讨.理论计算结果表明,金属Ni粒径的减小可以降低表面积炭,而部分氧化的金属Ni可以提高表面消积炭的能力.实验结果表明,浸渍法制SiO2负载Ni基催化剂,在引入Y后,呈现出良好的POM稳定性.其原因为,Y以Y2O3形式存在,Ni的颗粒粒径减小,有助于提高金属表面的抗积炭和消积炭能力. 展开更多
关键词 SIO2 NI Y 甲烷部分氧化 积炭
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金属离子掺杂对Ni基复合氧化物结构调控及其催化甲烷部分氧化反应研究
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作者 舒东博 陈海洁 +4 位作者 王晓斌 闫妍琼 吕岩 王俊文 丁传敏 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第2期25-30,共6页
掺杂金属离子可调控复合金属氧化物中活性金属的配位环境并构造缺陷位,进而提高复合金属氧化物作为催化剂催化性能。利用溶胶凝胶法制备了掺杂Zn、Ce或Fe的Ni基复合氧化物催化剂,并用于催化甲烷部分氧化(POM)反应。采用XRD、N_(2)物理吸... 掺杂金属离子可调控复合金属氧化物中活性金属的配位环境并构造缺陷位,进而提高复合金属氧化物作为催化剂催化性能。利用溶胶凝胶法制备了掺杂Zn、Ce或Fe的Ni基复合氧化物催化剂,并用于催化甲烷部分氧化(POM)反应。采用XRD、N_(2)物理吸/脱附、H_(2)-TPR和XPS等方法对催化剂晶相结构、织构性质、还原性能和物种化学状态等进行了表征。结果表明,金属离子掺杂有效调控了Ni和活性氧物种的分布,其中,Ni_(0.76)Ce_(0.24)Cr_(2)催化剂中Ce的掺杂增强了Ni与其他金属的相互作用,增大了催化剂表面活性氧物种数量,该催化剂在高温段(550~600℃)的H_(2)选择性接近100%。 展开更多
关键词 复合金属氧化物 甲烷部分氧化 物种分布 金属离子掺杂 产物选择性
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混合导体膜反应器用于甲烷部分氧化制合成气的研究
3
作者 李勇 高晶 +3 位作者 李慧敏 肖华盛 陈天翔 陈鑫智 《现代化工》 CAS 北大核心 2025年第1期116-122,共7页
为解决甲烷部分氧化反应制合成气中的过度氧化问题,通过引入混合导体透氧膜反应器与甲烷部分氧化反应的耦合,提高合成气的选择性。以Ni/γ-Al_(2)O_(3)和Ni/SBA-15为催化剂对膜反应器性能进行测试。结果表明,Ni/SBA-15催化剂的介孔结构... 为解决甲烷部分氧化反应制合成气中的过度氧化问题,通过引入混合导体透氧膜反应器与甲烷部分氧化反应的耦合,提高合成气的选择性。以Ni/γ-Al_(2)O_(3)和Ni/SBA-15为催化剂对膜反应器性能进行测试。结果表明,Ni/SBA-15催化剂的介孔结构在测试后坍塌,性能下降。而在950℃下,以Ni/γ-Al_(2)O_(3)为催化剂的膜反应器甲烷转化率达92%,CO选择性高达99%。经500 min稳定性测试,膜反应器展现出良好的甲烷转化率和化学稳定性。 展开更多
关键词 混合导体膜 合成气 催化剂 膜反应器 甲烷部分氧化
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光热驱动的膜分离生物甲烷制氢过程建模与仿真分析 被引量:1
4
作者 王沛 段睿明 +1 位作者 张广儒 金万勤 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期967-973,共7页
光热驱动的甲烷重整制氢技术,是将太阳能转化为燃料的主要技术路径之一。引入聚光集热技术,可实现太阳能的全光谱利用,有效提高太阳能到燃料化学能的转化效率,同时显著降低系统能耗及碳排放。将多孔碳化硅吸热体和La_(1-x)Sr_(x)Co_(1-y... 光热驱动的甲烷重整制氢技术,是将太阳能转化为燃料的主要技术路径之一。引入聚光集热技术,可实现太阳能的全光谱利用,有效提高太阳能到燃料化学能的转化效率,同时显著降低系统能耗及碳排放。将多孔碳化硅吸热体和La_(1-x)Sr_(x)Co_(1-y)Fe_(y)O_(3-δ)钙钛矿透氧膜结合,提出一种光热驱动的膜反应制氢的设计思路,实现了连续、高效的制氢过程。完成了该反应过程的概念设计,建立考虑辐射-传热-膜分离-反应的数值模型并进行仿真模拟;重点评估了膜表面的温度均匀性,并分析温度对膜内反应及出口产物的影响规律。结果表明,该模型可以有效精准描述概念设计过程。研究成果可为光热驱动的高温膜反应器设计和放大提供理论依据以及初步设计方法。 展开更多
关键词 动态建模 动态仿真 太阳能 甲烷部分氧化 制氢 透氧膜 概念设计
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强氧还原性氮化硼的制备及其催化甲烷部分氧化反应性能
5
作者 闫妍琼 王晓斌 +4 位作者 陈海洁 吕岩 原沁波 丁传敏 王俊文 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第12期27-32,46,共7页
氮化硼(BN)作为一种新兴的二维无机材料,近年来在烷烃氧化脱氢方面得到了广泛的应用,目前有研究表明氧物种的引入可以使BN具有更好的催化性能。采用以硼酸为硼源、尿素为氮源直接共融的合成方法制备了含氧BN催化剂(n(硼酸):n(尿素)=1:1... 氮化硼(BN)作为一种新兴的二维无机材料,近年来在烷烃氧化脱氢方面得到了广泛的应用,目前有研究表明氧物种的引入可以使BN具有更好的催化性能。采用以硼酸为硼源、尿素为氮源直接共融的合成方法制备了含氧BN催化剂(n(硼酸):n(尿素)=1:1、1:2、1:3和1:4),探究了在温度400~700℃、空速14400 mL/(g·h)和V(CH_(4)):V(O_(2))=2:1的反应条件下,催化剂在甲烷部分氧化(POM)反应中的催化性能。采用FT-IR、ICP-OES、XRD和循环伏安(CV)等测试方法对催化剂的含氧官能团、元素含量(质量分数)、晶相结构和氧还原性能等进行了表征。结果表明,在POM反应中,n(硼酸):n(尿素)=1:2条件下制得的催化剂(BN-1:2)表现出最佳的催化性能(CH_(4)转化率43%,CO选择性72%,H_(2)选择性17%)。与其他3种催化剂相比,BN-1:2具有最高的结晶度,使其与O_(2)的相互作用更强,促进O_(2)活化,而且BN-1:2在CV测试中具有最大的电流密度(3.4889×10^(-4)A/cm^(2)),说明其具有最强的氧还原性能,可促进活性位点形成,从而表现出更好的催化性能。 展开更多
关键词 氮化硼 甲烷部分氧化 氧还原性能 催化剂
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OH^(*)对Ni(111)上甲烷部分氧化成CO影响的理论计算
6
作者 陈鹏 孟园园 +2 位作者 丁传敏 王俊文 王莲 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第11期28-35,共8页
为促进我国能源结构转型和缓解能源短缺压力,将储量丰富的天然气(甲烷)部分氧化成合成气具有重要的现实意义。该过程常用的催化剂为Ni基催化剂,其存在易积炭失活的问题。深入研究Ni基催化剂表面的催化机理有助于解决该问题。基于密度泛... 为促进我国能源结构转型和缓解能源短缺压力,将储量丰富的天然气(甲烷)部分氧化成合成气具有重要的现实意义。该过程常用的催化剂为Ni基催化剂,其存在易积炭失活的问题。深入研究Ni基催化剂表面的催化机理有助于解决该问题。基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,确定了甲烷部分氧化中相关物种在Ni(111)上最有利的吸附构型,并通过二聚体方法搜索了反应过程中各基元反应的过渡态,分析了Ni(111)上甲烷部分氧化生成CO的整个过程。结果表明,CH^(*)在Ni(111)上的吸附能为6.98 eV,CH2^(*)脱氢生成CH^(*)的活化能为0.28 eV,远低于CH^(*)脱氢的活化能(1.29 eV),说明CH^(*)可在Ni表面大量存在,并且其变化可影响整个反应途径。在甲烷部分氧化生成CO的整个过程中,OH^(*)氧化CH^(*)生成CO^(*)时的活化能为1.48 eV,较C^(*)被O^(*)直接氧化生成CO的活化能(1.59 eV)低0.11 eV,因此形成OH^(*)更有利于CO的生成。在CH^(*)被OH^(*)氧化生成CO^(*)的过程中,经历了CHOH^(*)→COH^(*)→CO^(*)的转化过程,整个转化过程的活化能为0.91 eV;而CHOH^(*)→CHO^(*)→CO^(*)的转化过程的活化能为0.73 eV,因此CHOH^(*)更倾向于脱氢生成CHO^(*)进而生成CO^(*),甲烷部分氧化生成CO^(*)的最佳反应路径为CH_4^(*)→CH_3^(*)→CH_(2)^(*)→CH^(*)+OH^(*)→CHOH^(*)→CHO^(*)→CO^(*)。 展开更多
关键词 OH^(*) 甲烷部分氧化 Ni(111) 密度泛函理论
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煤层气制乙炔流程模拟与分析
7
作者 彭云飞 张桥 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期497-502,共6页
为缓解电石法制乙炔中高污染、高能耗的现状、推广甲烷部分氧化法工艺,同时改善国内煤层气(Coal-Bed Methane,CBM)利用率,本文搭建了一套以煤层气为原料且采用部分氧化法生产乙炔的工艺模型。结合乙醇胺(MEA)脱碳工艺吸收CO_(2),利用Asp... 为缓解电石法制乙炔中高污染、高能耗的现状、推广甲烷部分氧化法工艺,同时改善国内煤层气(Coal-Bed Methane,CBM)利用率,本文搭建了一套以煤层气为原料且采用部分氧化法生产乙炔的工艺模型。结合乙醇胺(MEA)脱碳工艺吸收CO_(2),利用Aspen Plus软件完成了煤层气制乙炔的全流程模拟,并进行了技术经济和环境影响分析。结果表明:本工艺年产乙炔3×10^(4) t(纯度大于99%),乙炔成本为12423.73 CNY/t,还可以副产1.86×10^(4) t氢气(纯度99.99%),具备良好的综合经济效益;本工艺每生产1 t乙炔排放3048.66 kg CO_(2),仅为主流电石法碳排放量(6560 kg)的46.5%,碳减排优势突出。 展开更多
关键词 乙炔 煤层气 部分氧化法 经济分析 碳排放
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Al、Ti或Zr改性对包埋式Ni@SiO_(2)催化剂甲烷部分氧化制合成气性能的影响
8
作者 邵景玲 李杰 +1 位作者 费兆阳 李雷 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第8期66-73,共8页
包埋式结构催化剂能够有效地阻止活性组分的高温烧结,实现甲烷部分氧化(POM)反应高效制合成气。采用Stöber法制备了包埋式Ni@SiO_(2)催化剂,并引入Al、Ti或Zr对其进行改性制得相应的改性催化剂。采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)... 包埋式结构催化剂能够有效地阻止活性组分的高温烧结,实现甲烷部分氧化(POM)反应高效制合成气。采用Stöber法制备了包埋式Ni@SiO_(2)催化剂,并引入Al、Ti或Zr对其进行改性制得相应的改性催化剂。采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和N_(2)吸/脱附等对催化剂的晶相结构、形貌和织构性质等进行了表征,并研究了改性对催化剂在POM反应制合成气(原料气组成:V(CH4):V(O_(2)):V(N_(2))为2:1:3、流量为60mL/min、压力为0.1MPa、空速为7.2L/(g·h)和反应时间为22h)中催化性能的影响。结果表明,与Ni@SiO_(2)相比,Ni@Al-SiO_(2)可促进甲烷的活化,其催化性能明显提升,Ni@Ti-SiO_(2)和Ni@Zr-SiO_(2)因活性位点的阻碍而催化性能降低。在700℃下,反应稳定后,Ni@SiO_(2)和Ni@Al-SiO_(2)的CH4转化率分别为86%和80%,CO选择性均为90%左右,H_(2)选择性分别为93%和88%。经8 h稳定性测试后,与Ni@SiO_(2)相比,Ni@Ti-SiO_(2)和Ni@Zr-SiO_(2)的CH4转化率、CO选择性和H_(2)选择性均明显降低。活性位点的减少和积炭是导致催化剂失活的主要原因,积炭未造成活性位点的完全覆盖,催化剂仍能保持稳定的POM催化性能。 展开更多
关键词 Ni@SiO_(2)催化剂 包埋式结构 催化剂改性 甲烷部分氧化 积炭
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焙烧温度对甲烷催化部分氧化Ni/MgO-Al_2O_3催化剂结构和性能的影响 被引量:25
9
作者 宫立倩 陈吉祥 +1 位作者 邱业君 张继炎 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期224-228,共5页
采用TPR、BET、XRD、TG及反应性能评价等研究方法,考察了焙烧温度对甲烷催化部分氧化制合成气Ni/MgO-Al2O3催化剂结构和性能的影响。研究结果表明,随焙烧温度的升高, Ni/MgO-Al2O3 中的镍物种与载体作用逐渐增强,生成了NiAl2O4 尖晶石和... 采用TPR、BET、XRD、TG及反应性能评价等研究方法,考察了焙烧温度对甲烷催化部分氧化制合成气Ni/MgO-Al2O3催化剂结构和性能的影响。研究结果表明,随焙烧温度的升高, Ni/MgO-Al2O3 中的镍物种与载体作用逐渐增强,生成了NiAl2O4 尖晶石和NiMgO2 固熔体。虽然焙烧温度提高会使催化剂比表面降低,由于尖晶石结构的形成,其热稳定性会明显提高,将有利于抑制催化剂在反应过程中因烧结而失活的可能性。与低温焙烧的催化剂相比,高温焙烧的催化剂仍表现出良好催化反应性能,并具有相对较好的稳定性。高温焙烧的催化剂在反应过程中床层的热点温度相对较低,热点温度波动幅度也较小。低温和高温焙烧的Ni/MgO-Al2O3 催化剂在常压、1 083K、CH4 与O2 摩尔比为1. 8、空速2. 66×105h-1的反应条件下均具有良好的抗积炭性能。 展开更多
关键词 催化部分氧化 Al2O3 焙烧温度 催化剂 MGO NI 甲烷 催化反应性能 高温焙烧 反应过程 热点温度 结构和性能 A12O3 尖晶石结构 抗积炭性能 研究方法 性能评价 研究结果 热稳定性 低温焙烧 波动幅度 反应条件 TPR BET XRD
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助剂对甲烷部分氧化制合成气镍基催化剂性能的影响 被引量:19
10
作者 王海涛 李振花 +1 位作者 田树勋 何菲 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期475-480,共6页
考察了添加助剂铈、镧和钙对镍基催化剂反应性能的影响,发现助剂对以α Al2O3为载体的镍基催化剂的调变作用比以γ Al2O3为载体的镍基催化剂好,且助剂铈对催化剂的性能改善最好。在此基础上,研究了不同载量的铈对催化剂性能的影响。结... 考察了添加助剂铈、镧和钙对镍基催化剂反应性能的影响,发现助剂对以α Al2O3为载体的镍基催化剂的调变作用比以γ Al2O3为载体的镍基催化剂好,且助剂铈对催化剂的性能改善最好。在此基础上,研究了不同载量的铈对催化剂性能的影响。结果表明,铈的质量分数为1%时对催化剂的性能改善最好。同时采用XRD、XPS、TG等技术,研究了助剂铈对10%Ni/γ Al2O3催化剂的改性作用。XRD分析表明,铈负载量较低时,催化剂中的CeO2高度分散在催化剂表面,铈负载量较高时,CeO2形成微晶颗粒,降低了催化活性。 展开更多
关键词 甲烷 部分氧化 合成气 助剂
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甲烷空气催化部分氧化制合成气与含氮合成气制二甲醚的研究 被引量:15
11
作者 贾美林 李文钊 +7 位作者 徐恒泳 葛庆杰 侯守福 徐显明 李影辉 张忠涛 李宏业 金香兰 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期1-5,共5页
采用常规浸渍法制备了经镧和镁改性的镍基催化剂 ,以铜锌铝甲醇合成催化剂和HZSM 5分子筛通过机械混合制备了二甲醚合成催化剂。采用固定床流动反应色谱装置研究了甲烷空气催化部分氧化制合成气的催化性能 ,同时开展了以含氮合成气制备... 采用常规浸渍法制备了经镧和镁改性的镍基催化剂 ,以铜锌铝甲醇合成催化剂和HZSM 5分子筛通过机械混合制备了二甲醚合成催化剂。采用固定床流动反应色谱装置研究了甲烷空气催化部分氧化制合成气的催化性能 ,同时开展了以含氮合成气制备二甲醚的研究。结果说明 ,镍基催化剂对甲烷空气部分氧化制合成气在常压下具有高的转化率 ,随压力升高 ,转化率明显下降 ,并且催化剂严重积炭 ,通过向反应体系添加H2 O和CO2 可以提高加压条件下的CH4转化率并抑制催化剂积炭 ,还可获得n(H2 ) /n(CO)接近 2的合成气 ,满足合成二甲醚的要求。采用含氮合成气制备二甲醚 ,在压力 7.0MPa ,空速 10 0 0h-1条件下 ,催化剂连续使用 2 0 0h性能基本稳定 ,CO转化率在 93%左右 ,DME选择性在 77%左右 ,DME收率在 72 展开更多
关键词 甲烷 合成气 二甲醚 部分氧化 催化氧化 HZSM-5分子筛 含氮合成气 空气 镍基催化剂
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载体对甲烷催化部分氧化制合成气的影响 被引量:13
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作者 严前古 李基涛 +6 位作者 吴廷华 翁维正 万惠霖 于作龙 高利珍 储伟 远松月 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 1999年第3期4-8,共5页
运用固定床流动反应装置、TPR和XRD等手段考察了载体的晶相组成、比表面和孔结构等性质对Ni基催化剂在甲烷部分氧化制合成气中反应性能的影响。结果表明,热稳定性好、导热好的惰性材料如(Ca)MgAl2O4等是甲烷部分氧... 运用固定床流动反应装置、TPR和XRD等手段考察了载体的晶相组成、比表面和孔结构等性质对Ni基催化剂在甲烷部分氧化制合成气中反应性能的影响。结果表明,热稳定性好、导热好的惰性材料如(Ca)MgAl2O4等是甲烷部分氧化制合成气理想的催化剂载体。载体必须具有适当的比表面和孔结构,以利于反应物分子在催化剂表面吸附并与活性中心充分接触,同时也有利于产物分子脱附并离开催化剂表面,防止副反应(积碳反应和燃烧反应)的发生,及时把反应热移走,避免热点产生使催化剂失活。另外还发现。 展开更多
关键词 甲烷 合成气 部分氧化 载体 催化剂
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甲烷临氧催化转化制合成气研究进展 被引量:13
13
作者 井强山 方林霞 +1 位作者 楼辉 郑小明 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期503-507,共5页
介绍了国内外甲烷临氧催化转化制合成气的研究进展,结合本课题组的研究结果及文献报道,对甲烷部分氧化、甲烷临氧二氧化碳重整、甲烷临氧水蒸气重整及甲烷-二氧化碳-水-氧气耦合三重整反应进行了阐述和分析,综述了在催化剂体系、反应机... 介绍了国内外甲烷临氧催化转化制合成气的研究进展,结合本课题组的研究结果及文献报道,对甲烷部分氧化、甲烷临氧二氧化碳重整、甲烷临氧水蒸气重整及甲烷-二氧化碳-水-氧气耦合三重整反应进行了阐述和分析,综述了在催化剂体系、反应机理和工艺条件等方面取得的近期研究成果。最后对甲烷临氧催化转化制合成气技术今后的研究重点及应用领域作了展望。 展开更多
关键词 甲烷 合成气 部分氧化 自热重整 催化
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甲烷催化部分氧化制合成气的反应机理 被引量:13
14
作者 金荣超 陈燕馨 +3 位作者 崔巍 李文钊 于春英 江义 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 1999年第4期313-318,共6页
借助脉冲反应、质谱-程序升温表面反应(MS-TPSR)等技术研究了Ni/α-Al2O3催化剂上甲烷催化部分氧化制合成气(POM)的反应机理.结果表明,NiO上CH4不能解离产生H2只有当NiO被CH4还原为Ni0后,CH4才能解高产生H2,Ni0是CH4活化和POM... 借助脉冲反应、质谱-程序升温表面反应(MS-TPSR)等技术研究了Ni/α-Al2O3催化剂上甲烷催化部分氧化制合成气(POM)的反应机理.结果表明,NiO上CH4不能解离产生H2只有当NiO被CH4还原为Ni0后,CH4才能解高产生H2,Ni0是CH4活化和POM反应的活性相;POM反应机理遵循直接氧化机理,CH4和O2均在Ni0上活化,活化过程形成的Ni…C和Niδ…Oδ物种是反应历程中的关键物种,Niδ+…Oδ物种高选择性地与CH4解离产生的碳物种Ni…C反应生成CO. 展开更多
关键词 甲烷 部分氧化 合成气 催化剂 pom
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系统选择钙钛矿型透氧膜材料 被引量:23
15
作者 邵宗平 熊国兴 杨维慎 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期297-304,共8页
提出了一套系统选择具有高透氧能力、结构稳定性及热化学稳定性的钙钛矿型混合氧离子电子导体透氧膜材料的策略,在此策略指导下开发出了若干新的导体膜材料.采用了标准陶瓷法、络合法等对材料进行了合成,采用色谱法及X射线粉末衍射... 提出了一套系统选择具有高透氧能力、结构稳定性及热化学稳定性的钙钛矿型混合氧离子电子导体透氧膜材料的策略,在此策略指导下开发出了若干新的导体膜材料.采用了标准陶瓷法、络合法等对材料进行了合成,采用色谱法及X射线粉末衍射法分别对其透氧性能与稳定性进行了测定与表征,并将其与几种典型透氧膜材料进行了比较.结果表明此系列新材料确实具有预期的透氧性能与结构和热化学稳定性.典型材料,Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ导体膜在850℃下透氧量达1.16mL[STP]·cm-2·min-1,并在长达1000多小时的测定中保持稳定的透氧能力. 展开更多
关键词 陶瓷膜 氧分离 甲烷 部分氧化 透氧能力 导体膜 钙钛矿型透氧膜材料
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煤层甲烷部分氧化与CO_2-H_2O重整联合制合成气研究 被引量:12
16
作者 徐东彦 李文钊 +1 位作者 陈燕馨 徐恒泳 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期468-471,共4页
采用固定床流动反应装置,研究了镧改性的镍基催化剂对煤层CH4空气部分氧化与CO2-H2O重整耦合制合成气反应的催化性能,考察了反应温度、压力、空速等工艺条件以及原料气组成对反应性能的影响.结果表明,直接以煤矿抽放煤层气为原料,可以... 采用固定床流动反应装置,研究了镧改性的镍基催化剂对煤层CH4空气部分氧化与CO2-H2O重整耦合制合成气反应的催化性能,考察了反应温度、压力、空速等工艺条件以及原料气组成对反应性能的影响.结果表明,直接以煤矿抽放煤层气为原料,可以采用比较灵活的工艺来生产具有适宜H2/CO比的合成气.在原料气组成为n(CH4)∶n(CO2)∶n(Air)∶n(H2O)=1 0∶0 2∶1 9∶0 4(摩尔比)、温度800℃、CH4空速1 0×104h-1,常压条件下,甲烷转化率可达96 8%,合成气n(H2)∶n(CO)=2 0. 展开更多
关键词 煤层气 甲烷 催化部分氧化 重整 合成气
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甲烷低温活化制甲醇研究进展 被引量:8
17
作者 林朝阳 张喜文 +3 位作者 方向晨 张舒冬 张信伟 倪向前 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2124-2129,2161,共7页
简要评述了当前国内外在甲烷直接部分氧化合成甲醇和甲烷经卤代后合成甲醇领域的研究进展。众多研究表明,甲烷多相催化氧化制甲醇是最具有工业化应用前景的技术,其中钼系催化剂的效果较好;以Pt、Pd配合物为催化剂的甲烷液相催化氧化法... 简要评述了当前国内外在甲烷直接部分氧化合成甲醇和甲烷经卤代后合成甲醇领域的研究进展。众多研究表明,甲烷多相催化氧化制甲醇是最具有工业化应用前景的技术,其中钼系催化剂的效果较好;以Pt、Pd配合物为催化剂的甲烷液相催化氧化法制甲醇方法具有较高的甲烷转化率和甲醇选择性,但是催化剂价格昂贵、反应条件苛刻、环境污染严重;甲烷气相均相氧化属于非催化反应,在高温高压下进行,且反应器须具备特殊的形式,结构复杂;虽然酶催化氧化法的选择性较高,但是生物酶的制备有一定难度,不适用于大范围应用,该路线目前仅限于实验室研究阶段;光催化氧化是一种环境友好的技术,反应条件温和、避免氧化剂应用,但是该类催化剂局限于半导体和盐类,还有待于进一步开发新型高效的催化剂。同时,甲烷经卤代后合成甲醇的方法对解决甲烷活化的难题具有独特优势,是一种比较有开发前景的路线,正在受到研究者们的密切关注。 展开更多
关键词 甲烷 甲醇 催化 部分氧化
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钡改性的Ni/γ-Al_2O_3催化剂用于甲烷部分氧化的研究 被引量:16
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作者 王越 叶季蕾 +1 位作者 段华超 刘源 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期750-754,共5页
800℃、80 000h-1、CH4/O2/N2=14/7/79下比较了质量分数20%的N i/-γA l2O3和Ba改性的N i/-γA l2O3催化剂,用于甲烷部分氧化反应的活性和选择性。结果表明,Ba的添加提高了镍基催化剂的活性和稳定性。BET和XRD表明,Ba的加入有利于高温... 800℃、80 000h-1、CH4/O2/N2=14/7/79下比较了质量分数20%的N i/-γA l2O3和Ba改性的N i/-γA l2O3催化剂,用于甲烷部分氧化反应的活性和选择性。结果表明,Ba的添加提高了镍基催化剂的活性和稳定性。BET和XRD表明,Ba的加入有利于高温焙烧下抑制大颗粒的N iA l2O4的形成,保持了高比例的活性镍组分,提高了催化剂催化活性。常压下,xCH4接近100%,sCO、sH2达到92.2%和98.1%,催化剂15h内活性稍微下降。Ba的加入使A l2O3的晶型转化温度由800℃提高到900℃,提高了载体的稳定性。 展开更多
关键词 甲烷 部分氧化 BA 活性 NiAl2O4 Ni/γ-Al2O3
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碱土Sr对Co/Al_2O_3催化剂甲烷部分氧化反应的影响 被引量:10
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作者 余长林 周晓春 +3 位作者 翁维正 胡久彪 陈喜蓉 魏龙福 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1222-1229,共8页
以γ-Al2O3为载体,采用共浸渍法制备了Sr-Co/Al2O3系列催化剂,研究了助剂Sr对Co/Al2O3催化剂上甲烷部分氧化(POM)制合成气反应的影响,并利用N2物理吸附、X射线衍射、H2-程序升温还原和热重等技术对催化剂的理化性质进行了表征。结果表明... 以γ-Al2O3为载体,采用共浸渍法制备了Sr-Co/Al2O3系列催化剂,研究了助剂Sr对Co/Al2O3催化剂上甲烷部分氧化(POM)制合成气反应的影响,并利用N2物理吸附、X射线衍射、H2-程序升温还原和热重等技术对催化剂的理化性质进行了表征。结果表明,未添加助剂的Co/Al2O3和800℃焙烧的Sr-Co/Al2O3催化剂在POM反应初期催化活性很低,然而,当添加Sr的质量分数高于2%时,催化剂表现出很好的催化活性和稳定性。焙烧后的新鲜催化剂上主要存在两类Co物种,一类是与载体相互作用较弱、易被H2还原为单质的Co3O4;另一类是与载体相互作用较强、难还原、无催化活性的CoAl2O4尖晶石。在焙烧过程中,Sr易形成Sr4Al14O25,从而削弱Co与Al2O3之间的相互作用,能在一定程度上抑制CoAl2O4物种的形成,提高催化剂的稳定性和活性。未添加Sr的Co/Al2O3在反应时易发生物相改变生成尖晶石,导致催化剂迅速失活;但当焙烧温度达到800℃时,添加有限量的Sr还是无法阻止CoAl2O4的产生。 展开更多
关键词 助剂锶 甲烷部分氧化 尖石晶 氧化铝
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Co/Ce0.5Zr0.5O2催化剂的制备及甲烷部分氧化制合成气 被引量:16
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作者 余长林 胡久彪 +2 位作者 翁维正 周晓春 陈喜蓉 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期418-423,共6页
利用共沉淀法制备了具有介孔结构的Ce0.5Zr0.5O2固溶体载体,然后浸渍不同质量分数(10%、20%、30%)的活性组分钴,制备了系列Co/Ce0.5Zr0.5O2催化剂。利用N2物理吸附(BET)、X射线粉末衍射(XRD)、H2-程序升温还原(H2-TPR)、扫描电子显微镜(... 利用共沉淀法制备了具有介孔结构的Ce0.5Zr0.5O2固溶体载体,然后浸渍不同质量分数(10%、20%、30%)的活性组分钴,制备了系列Co/Ce0.5Zr0.5O2催化剂。利用N2物理吸附(BET)、X射线粉末衍射(XRD)、H2-程序升温还原(H2-TPR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、程序升温氧化(TPO)和热重(TG)等手段对制备和反应后的催化剂进行了表征,研究了它们对甲烷部分氧化制合成气反应的催化性能。研究结果表明,铈锆固溶体负载的钴比较容易被还原,该系列催化剂具有较高的活性和对H2及CO的选择性,且随Co含量的增加,催化剂的活性和对H2和CO的选择性得到提高的同时,也增强了催化剂的抗积炭性能。 展开更多
关键词 Ce0.5Zr0.5O2固溶体 甲烷部分氧化 合成气
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