技術(shù)文獻(xiàn)
化石能源的廣泛使用,導(dǎo)致CO2肆意排放至大氣環(huán)境,引發(fā)一系列嚴(yán)重的環(huán)境問題。CO2逆水煤氣變換(RWGS)反應(yīng),是實(shí)現(xiàn)CO2資源化利用的有效途徑。對RWGS反應(yīng)催化劑研究情況進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)和綜述,詳細(xì)地分析了Pd、Au、Pt、Cu、Fe和Mo基等催化劑的RWGS反應(yīng)性能,對金屬與載體間相互作用和摻雜元素的電子效應(yīng)對催化RWGS反應(yīng)性能的影響進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。Pd、Au和Pt等貴金屬對CO2弱的結(jié)合能力和定向轉(zhuǎn)化能力,需進(jìn)一步提高貴金屬催化劑對CO2分子的吸附和活化能力來提升其催化性能。非貴金屬Cu、Fe和Mo基催化劑的低溫活性較差,借助新的催化劑制備方法和策略,將進(jìn)一步提升CO2分子的低溫催化轉(zhuǎn)化活性。研究結(jié)果證實(shí),通過優(yōu)化催化劑中活性組分與載體或助劑的相互作用,能實(shí)現(xiàn)對相應(yīng)催化劑的RWGS反應(yīng)性能進(jìn)行調(diào)控??偨Y(jié)了非貴金屬和貴金屬催化劑上CO2加氫機(jī)理,分析了非貴金屬和貴金屬催化劑RWGS反應(yīng)性能間的差異,為開發(fā)制備新型的RWGS反應(yīng)催化劑材料提供了可行思路和理論依據(jù)。 關(guān)鍵詞:二氧化碳;逆水煤氣反應(yīng)(RWGS);催化劑
發(fā)布時間: 2026-02-05 08:23
發(fā)布時間: 2025-12-05 17:01
一氧化碳變換反應(yīng)(Water–Gas Shift, WGS)是能源化工體系中制氫、合成氣調(diào)節(jié)及燃料電池氣體凈化的關(guān)鍵步驟,其核心在于高效、穩(wěn)定催化劑的研發(fā)。本文系統(tǒng)綜述了WGS反應(yīng)的機(jī)理及變換催化劑的發(fā)展進(jìn)展,重點(diǎn)討論了鐵鉻系高溫催化劑、銅鋅鋁系低溫催化劑以及鈷鉬系耐硫催化劑的結(jié)構(gòu)特征、反應(yīng)機(jī)理與性能優(yōu)化途徑。研究表明,高溫變換催化劑以Fe?O?為主要活性相,Cr?O?在穩(wěn)定晶相與促進(jìn)氧化還原循環(huán)中起重要作用;低溫變換催化劑中Cu?–ZnO界面為主要活性中心,催化性能與Cu粒徑及載體相互作用密切相關(guān);耐硫催化劑中MoS?–Co(Ni)S活性相的分散性及載體酸堿性對抗硫和高溫穩(wěn)定性至關(guān)重要。針對環(huán)境與安全問題,無鉻催化劑、貴金屬/氧化物復(fù)合催化劑及基于CeO?、ZrO?的氧儲放復(fù)合體系成為近年來研究熱點(diǎn)。本文旨在為高效、環(huán)保的一氧化碳變換催化劑設(shè)計提供理論參考與研究方向。 關(guān)鍵詞:一氧化碳變換反應(yīng);催化劑;鐵鉻系;銅鋅系;鈷鉬系;低溫催化;耐硫催化
發(fā)布時間: 2025-11-08 14:13
發(fā)布時間: 2025-03-28 10:32
二氧化碳甲烷化是生產(chǎn)清潔燃料的重要途徑之一,其在減少化石燃料依賴性和利用剩余可再生電力方面非常有潛力。由于 二氧化碳甲烷化反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng),該反應(yīng)在低溫條件下熱力學(xué)有利、但動力學(xué)受限。Ni 基催化劑具有較高的低溫活性和穩(wěn)定性,因此受到關(guān)注。介紹了二氧化碳甲烷化反應(yīng)機(jī)理與熱力學(xué)研究進(jìn)展,重點(diǎn)闡述了二氧化碳低溫甲烷化催化劑合成方法、助劑、載體對催化劑反應(yīng)性能的影響規(guī)律,介紹了新型 二氧化碳 甲烷化技術(shù),最后對低溫 二氧化碳甲烷化催化劑未來研究方向進(jìn)行了展望。結(jié)果表明,合成方法影響催化劑的理化性質(zhì),進(jìn)而影響二氧化碳轉(zhuǎn)化率及能效; 選擇合適的助劑或載體,能夠提高Ni 基催化劑的分散度和穩(wěn)定性。因此,設(shè)計和制備高活性和高穩(wěn)定性的 Ni 基催化劑,是低溫二氧化碳甲烷化高效轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。
發(fā)布時間: 2024-12-25 09:07
主要聚焦于積炭失活催化劑的再生方法及其影響因素,詳細(xì)探討了燃燒法、化學(xué)清洗法以及離子液體再生法等常用再生技術(shù)的原理與特點(diǎn)。同時,深入分析了再生過程對催化劑性能,特別是表面活性位點(diǎn)和晶體結(jié)構(gòu)的影響,揭示了再生過程中的關(guān)鍵影響因素。在此基礎(chǔ)上,文章提出了催化劑再生技術(shù)的發(fā)展趨勢和未來研究方向,強(qiáng)調(diào)了對催化劑再生技術(shù)深入研究的重要性,以促進(jìn)石油和化學(xué)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
發(fā)布時間: 2024-12-20 09:12
開發(fā)CO2加氫制甲醇高效Cu基催化劑對循環(huán)利用該溫室氣體具有重要意義。工作通過共沉淀、后浸漬法制備了系列助劑(Mn, In, Mo, Mg, Zr)改性的Cu/ZnO/Al2O3?(CZA)催化劑,并用固定床反應(yīng)器評價了其CO2加氫制甲醇催化性能。采用CO2-TPD、X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)和H2-TPR研究了金屬改性助劑對CZA物理化學(xué)性質(zhì)的影響。此外,通過原位紅外漫反射光譜表征揭示了CO2加氫制甲醇反應(yīng)機(jī)理。結(jié)果表明,Mn改性CZA催化劑具有良好的還原性能、優(yōu)異的CO2吸附能力和適宜的Cu+/Cu0比,恰當(dāng)?shù)腃u+/Cu0比例可促進(jìn)甲氧基的穩(wěn)定與轉(zhuǎn)化,從而產(chǎn)生更多的甲醇。金屬改性有助于增強(qiáng)銅與載體的相互作用,促進(jìn)催化劑還原,抑制活性銅組分聚集。與未經(jīng)處理的CZA催化劑相比,Mn改性催化劑表面具有更多中強(qiáng)堿性位點(diǎn),有助于吸附更多的CO2,進(jìn)一步加氫形成甲酸鹽、甲氧基等中間體。CZA和改性CZA上CO2加氫生成甲醇反應(yīng)機(jī)理遵循甲酸鹽途徑,甲氧基是關(guān)鍵中間體。Mn改性CZA催化劑由于較強(qiáng)的金屬-載體相互作用,催化劑表面Cu納米顆粒解離H2能力得到提高,載體中存在的間隙H有助于甲酸鹽物種的產(chǎn)生,消耗的間隙H由表面Cu納米顆粒解離出的H原子補(bǔ)充。改性催化劑中的間隙H存在和解離H2能力提升加速了中間物種的形成與轉(zhuǎn)化,促進(jìn)甲醇的生成。
發(fā)布時間: 2024-11-21 15:25
發(fā)布時間: 2024-10-15 09:29
為了確定一種新型的銅基中溫變換催化劑的適宜工藝條件,考察了空速、汽氣比、壓力和CO濃度對催化劑性能的影響。結(jié)果表明:催化劑活性隨空速和CO濃度增加而降低,隨汽氣比的增大而增大,適宜入口溫度為220℃~240℃,壓力為 ≥2.0MPa。
發(fā)布時間: 2024-10-12 08:21
銅基催化劑對C=O、C-H、O-H和H-H等化學(xué)鍵具有獨(dú)特活性能力,因而被廣泛應(yīng)用于COx、醛、酸、酯加氫和醇脫氫等涉氫反應(yīng)中。然而銅納米顆粒塔曼溫度較低,容易發(fā)生顆粒聚集長大而導(dǎo)致催化劑不可逆失活,限制了銅基催化劑的廣泛應(yīng)用。本文首先從表面能、金屬物種表面遷移等角度入手系統(tǒng)地介紹了銅基催化劑的失活機(jī)理。然后,根據(jù)失活原因回顧了銅基催化劑在增強(qiáng)金屬與載體相互作用、空間物理固定和合金化等方面的多種穩(wěn)定策略。最后,通過現(xiàn)有結(jié)果分析了未來銅基催化劑的發(fā)展方向,指出可以通過失活機(jī)理的深入研究,借鑒新材料合成工藝和方法,制備廉價的新型銅基催化劑,為涉氫反應(yīng)催化劑長壽命運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。
發(fā)布時間: 2024-09-11 08:41
甲烷干重整(DRM)反應(yīng)對于溫室氣體CO2和CH4的共轉(zhuǎn)化利用具有重要的研究意義。然而,該反應(yīng)在實(shí)際應(yīng)用中面臨著催化劑容易積碳而失活的問題。通過制備花狀、顆粒狀以及片狀MgO負(fù)載的Ni基催化劑,考察了載體形貌對催化劑DRM反應(yīng)性能的影響,并結(jié)合XRD、SEM、H2-TPR、CO2-TPD和TG等表征手段對其影響機(jī)制進(jìn)行了闡述。結(jié)果表明,在溫度為800 ℃、空速為54000 mL/(g·h)下,經(jīng)過50 h反應(yīng)后,花狀MgO負(fù)載的Ni基催化劑的CO2和CH4的平均轉(zhuǎn)化率分別達(dá)到了90.2%和82.3%,n(H2)/n(CO)的平均值為0.93,與顆粒狀和片狀MgO負(fù)載的催化劑相比,具有較高的活性、穩(wěn)定性和抗積炭性能。這是由于花狀MgO負(fù)載的Ni基催化劑具有較高的比表面積,有利于活性金屬的分散。同時,花狀MgO表面存在更多的堿性位點(diǎn),有利于CO2的吸附活化,增強(qiáng)催化劑抗積碳能力,提高DRM反應(yīng)的活性與穩(wěn)定性。
發(fā)布時間: 2024-08-27 11:31
作者:胡譯之,彭揚(yáng),張義煥,張榮斌,馮剛,葉閏平 (南昌大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,江西南昌330031)
發(fā)布時間: 2024-08-10 08:20