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三维介孔Ni-ZrO_(2)催化剂甲烷干重整性能研究
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作者 黄礼智 刘亚丽 +1 位作者 魏勤洪 王路辉 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第10期19-26,共8页
甲烷干重整(DRM)反应能够将CO_(2)和CH4两种主要温室气体高效转化为H_(2)和CO,从而实现资源化利用,具有重要的研究意义。Ni基催化剂因具有成本较低和活性较高的特点备受关注,但易因积炭导致失活,这一问题亟待解决。采用硅溶胶辅助溶液... 甲烷干重整(DRM)反应能够将CO_(2)和CH4两种主要温室气体高效转化为H_(2)和CO,从而实现资源化利用,具有重要的研究意义。Ni基催化剂因具有成本较低和活性较高的特点备受关注,但易因积炭导致失活,这一问题亟待解决。采用硅溶胶辅助溶液燃烧法制备了具有三维介孔结构的Ni-ZrO_(2)催化剂,并将其应用于低温DRM反应。通过N2吸/脱附、XRD、H_(2)-TPR、TEM和TG-DTA等多种表征手段,系统研究了催化剂结构以及Ni含量(质量分数,下同)和反应温度对催化剂催化性能的影响,并与普通浸渍法及传统溶液燃烧法制备的催化剂进行了对比。结果表明,硅溶胶辅助溶液燃烧法制备的催化剂具有较大的比表面积和稳定的三维介孔结构,并展现出更强的金属-载体相互作用。在催化性能方面,Ni含量对催化剂抗积炭性能和催化活性均具有显著影响。随着Ni含量的增大,催化剂的积炭倾向显著增强。在温度为600℃、空速为135000 mL/(g·h)下进行20 h低温DRM反应后,具有三维介孔结构的1%Ni-ZrO_(2)-CSC催化剂的CH4和CO_(2)转化率分别维持在31%和38%,n(H_(2))/n(CO)稳定在0.45,且未观察到积炭生成,表明其具有优异的抗积炭性能。 展开更多
关键词 甲烷干重整 Ni-ZrO_(2) 催化剂 硅溶胶辅助溶液燃烧法 三维介孔
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氨辅助沉淀法Ni/SiO_(2)催化剂的甲烷干重整催化性能研究
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作者 俞择修 刘元俏 +6 位作者 金慧瑶 黄礼智 刘亚丽 崔莎 魏勤洪 刘辉 王路辉 《现代化工》 北大核心 2025年第10期148-153,161,共7页
采用氨辅助沉淀法制备Ni/SiO_(2)-DP催化剂以及普通浸渍法制备Ni/SiO_(2)-IM催化剂。氨水参与Ni/SiO_(2)-DP催化剂的制备,在水溶剂环境下,其一方面催化正硅酸四乙酯水解缩合生成二氧化硅,另一方面与镍盐络合避免形成Ni(OH)_(2)沉淀,同... 采用氨辅助沉淀法制备Ni/SiO_(2)-DP催化剂以及普通浸渍法制备Ni/SiO_(2)-IM催化剂。氨水参与Ni/SiO_(2)-DP催化剂的制备,在水溶剂环境下,其一方面催化正硅酸四乙酯水解缩合生成二氧化硅,另一方面与镍盐络合避免形成Ni(OH)_(2)沉淀,同时碱性环境有利于形成硅酸盐结构,强金属-载体相互作用提高了催化剂的还原温度,促进金属镍颗粒在二氧化硅载体上的分散,还原后得到粒径小于5 nm的Ni颗粒。经过性能测试,Ni/SiO_(2)-DP催化剂在700℃下反应20 h后,二氧化碳和甲烷转化率以及H2/CO体积比保持不变,同时在反应后没有发现Ni颗粒的迁移和生长,Ni粒径没有明显增大,TG测试没有检测到任何积炭。相比于Ni/SiO_(2)-IM催化剂,Ni/SiO_(2)-DP催化剂具有优异的抗烧结性以及抗积炭性。 展开更多
关键词 甲烷干重整 Ni/SiO_(2) 稳定性 抗积炭性
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磁性聚氨基噻唑吸附剂脱除水体Hg^(2+)性能 被引量:2
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作者 王岩 周佳文 +3 位作者 孙培亮 陈勇 齐元红 彭冲 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期2283-2298,共16页
聚多巴胺(PDA)辅助负载聚氨基噻唑(PAT)法制备了磁性颗粒吸附剂Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@PDA-PAT。对吸附剂进行了XRD、VSM、TG、SEM、XPS、EDS和Zeta电位等表征分析,考察了吸附剂对Hg^(2+)的吸附性能。结果表明,Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@PDA-PA... 聚多巴胺(PDA)辅助负载聚氨基噻唑(PAT)法制备了磁性颗粒吸附剂Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@PDA-PAT。对吸附剂进行了XRD、VSM、TG、SEM、XPS、EDS和Zeta电位等表征分析,考察了吸附剂对Hg^(2+)的吸附性能。结果表明,Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@PDA-PAT具有超顺磁性,在pH小于2时Zeta电位为正,pH大于2时Zeta电位为负。在303 K和Hg^(2+)浓度为50 mg/L模拟废水中,当pH为1.3和5.0时,Hg^(2+)的平衡吸附量分别为121.9 mg/g和153.1 mg/g。在强酸(如pH 1.3)和弱酸(如pH 5.0)环境下Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@PDA-PAT吸附Hg^(2+)的过程均是自发过程,且符合二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。强酸环境下(如pH 1.3)Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@PDA-PAT吸附Hg^(2+)是焓驱动的放热过程,弱酸(如pH 5.0)环境下是熵驱动的吸热过程。用2 mol/L混酸(盐酸和硝酸摩尔比为1∶1)作为解吸液可使Hg^(2+)解吸率达91%以上。在303 K、pH 1.3、Hg^(2+)浓度20 mg/L条件下,当Na^(+)、K^(+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)、Ni^(2+)质量浓度为Hg^(2+)的20倍时,Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@PDA-PAT的Hg^(2+)平衡吸附量分别下降了33.2%、32.1%、20.6%、26.7%、21.2%、29.6%、17.8%。在模拟海水下,Hg^(2+)吸附量下降40.9%。Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@PDA-PAT具有较好的Hg^(2+)选择性,具有净化海水脱除重金属的应用潜力。 展开更多
关键词 聚氨基噻唑 磁性吸附剂 四氧化三铁 含Hg^(2+)废水
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基于BN-FCEM的化工企业安全风险分析方法 被引量:5
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作者 潘李冬 郑宇 +3 位作者 郑娟 徐斌 刘广哲 杨丁丁 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1-10,18,共11页
近年来,随着中国化工产业的迅速发展,化工企业危险品化学灾害事故仍时有发生。为更好地提高化工企业安全生产水平、精准识别化工企业中的重要风险因素并合理规避风险,提出一种基于贝叶斯网络(BN)和模糊综合评价法(FCEM)的化工企业安全... 近年来,随着中国化工产业的迅速发展,化工企业危险品化学灾害事故仍时有发生。为更好地提高化工企业安全生产水平、精准识别化工企业中的重要风险因素并合理规避风险,提出一种基于贝叶斯网络(BN)和模糊综合评价法(FCEM)的化工企业安全风险分析方法。首先,该方法基于人、物、技、管、环五个方面共20个与化工企业相关的风险因素,建立了化工企业安全风险BN模型;然后,以模糊理论集(FTS)表征BN模型中概率参数的专家评估信息,结合Netica软件分析基于BN的化工企业安全风险概率和重要风险因素,并采用FCEM评估化工企业的整体安全风险损失;最后,综合考虑化工企业风险概率和风险损失,得出化工企业的安全风险等级。为验证该方法的可行性,以舟山某化工企业为例,结合风险等级矩阵,评估了该化工企业的安全风险,并提出了相应的改进建议。 展开更多
关键词 化工企业 安全风险评估 贝叶斯网络(BN) 模糊综合评价法 关键重要度 风险等级
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考虑氢能调峰要素的岛屿能源系统结构优化 被引量:2
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作者 王博弘 王长昊 +1 位作者 邱睿 林聿明 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期139-147,共9页
由于能源系统相对孤立,沿海岛屿的能源供应主要依靠大陆进口,有必要对岛屿能源系统进行优化,以充分利用清洁能源,减少能源进口需求。为此,以浙江省舟山群岛为例,基于碳夹点分析方法,优化岛屿能源系统中可再生绿色能源的比例,在满足能源... 由于能源系统相对孤立,沿海岛屿的能源供应主要依靠大陆进口,有必要对岛屿能源系统进行优化,以充分利用清洁能源,减少能源进口需求。为此,以浙江省舟山群岛为例,基于碳夹点分析方法,优化岛屿能源系统中可再生绿色能源的比例,在满足能源需求的同时实现减排目标;考虑到岛屿的季节性能源波动会导致某个季节出现能源短缺或过剩的现象,引入氢能进行调峰,并对比了采用水力发电、风力发电、太阳能发电替代部分火力发电的3种减排方案的发电量及碳排放量。研究结果表明:(1)为完成舟山市电力减排目标(相对2021年减排CO_(2)14.5%),方案一需要1100.60 GW·h水力发电来代替火力发电,方案二需要1285.13 GW·h风力发电,方案三需要1164.79 GW·h太阳能发电;(2)在电能需求量较小的第一、二季度通过煤化工制氢28.17 kt,选择地下压缩方式储存并在电能需求量较大的第三、四季度进行利用,氢气的制取和储存成本共需5.82亿元,不仅可以解决用电高峰季节的能源短缺、用电低谷期的能源浪费,同时能完成全年减排14.5%的目标。结论认为,尽管方案三(太阳能发电)为经济性最优方案,全年共花费61.2亿元,但优势不明显,相比其他方案仅低0.3%左右;在条件允许的情况下应优先发展太阳能发电,在条件受限时风力和水力发电也同样具有优势。 展开更多
关键词 舟山群岛 碳夹点 氢能 岛屿 能源规划 碳排放 太阳能 调峰
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助剂对Co/SiO_(2)催化剂逆水煤气变换反应催化性能的影响 被引量:3
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作者 曹忠 刘宁 +2 位作者 崔莎 刘辉 王路辉 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2023年第6期24-29,共6页
逆水煤气变换(RWGS)反应是二氧化碳(CO_(2))转化的有效途径之一,然而高温反应条件下RWGS催化剂存在稳定性差的问题。利用等体积浸渍法制备了一系列添加助剂(CeO_(2)、La_(2)O_(3)、Y_(2)O_(3)或ZrO_(2))的Co/SiO_(2)催化剂用于RWGS反应... 逆水煤气变换(RWGS)反应是二氧化碳(CO_(2))转化的有效途径之一,然而高温反应条件下RWGS催化剂存在稳定性差的问题。利用等体积浸渍法制备了一系列添加助剂(CeO_(2)、La_(2)O_(3)、Y_(2)O_(3)或ZrO_(2))的Co/SiO_(2)催化剂用于RWGS反应,通过X射线衍射仪、透射电子显微镜和H_(2)程序升温还原等对催化剂进行了表征,研究了助剂对催化剂结构及其RWGS反应性能的影响。催化剂表征结果表明,添加助剂对催化剂中Co3O4粒径没有明显影响;CeO_(2)、La_(2)O_(3)、Y_(2)O_(3)和ZrO_(2)助剂与钴组分存在相互作用。催化性能测试结果表明,600°C下反应12 h后,Co/SiO_(2)催化剂的CO_(2)转化率由28.3%下降到9.0%;而添加助剂的催化剂稳定性均有提高,其中Co-ZrO_(2)/SiO_(2)催化剂的稳定性最佳,反应12 h后CO_(2)转化率仍高达21.9%。这是由于加入助剂后,助剂与钴组分存在相互作用,提高了活性组分钴的稳定性。 展开更多
关键词 逆水煤气变换反应 助剂 Co/SiO_(2) 等体积浸渍法 CO_(2)转化
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