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简论稀土改性碳纳米管负载Ni催化二氧化碳加氢甲烷化站

收藏本文 2024-02-21 点赞:33024 浏览:148043 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着全球工业的快速进展,燃烧石化资源引起的二氧化碳排放量逐年增加,引发了严重的环境和生态不足。为此,近年来,各国科学探讨者纷纷提出各种技术思想路线,以求将全球最大的碳源CO2变害为利。其中,日本科学家Hashimoto提出的CO2循环对策引起了人们的广泛关注。对策中的二氧化碳加氢甲烷化步骤被人们认为是整个循环的关键。目前二氧化碳加氢甲烷化的探讨主要集中在催化剂活性组分的选择,载体的选取及催化剂助剂的开发三方面。本论文探讨了不同载体对负载型镍基催化剂催化二氧化碳加氢甲烷化的影响,并进行BET、IR、XRD、TPR和TEM等一系列表征。探讨结果表明,以碳纳米管为载体负载镍催化二氧化碳加氢甲烷化的反应性能要显著高于传统催化剂Ni/Al2O3,且经KOH碱处理载体的催化剂体现出优于酸处理催化剂的二氧化碳加氢甲烷化低温活性。另外,本论文还进一步考察了稀土助剂对催化剂催化二氧化碳加氢甲烷化性能的改性作用。探讨发现,催化剂添加稀土助剂后,催化剂的活性和选择性得到了很大程度的提升。在此基础上,我们进一步探讨了不同稀土元素和稀土添加顺序及含量对催化剂催化性能的影响,并通过BET、XRD、TPR和XPS等技术手段对催化剂进行表征发现,不同稀土元素和稀土添加顺序及含量主要以催化剂结构及电子性能两方面对催化剂的二氧化碳加氢性能加以影响。本探讨旨在寻求二氧化碳加氢甲烷化工艺的最佳催化剂,力求达到该反应的最佳活性及选择性,以而最大程度的将二氧化碳变害为宝。关键词:二氧化碳甲烷化论文改性碳纳米管论文稀土助剂论文

    摘要3-4

    ABSTRACT4-8

    第1章 引言8-26

    1.1 选题背景8-9

    1.2 碳纳米管概述9-16

    1.2.1 碳纳米管结构9-10

    1.2.2 碳纳米管的特性10-11

    1.2.3 碳纳米管的改性11-12

    1.2.4 碳纳米管的催化运用12-16

    1.3 二氧化碳加氢甲烷化反应16-21

    1.3.1 二氧化碳加氢甲烷化机理16-18

    1.3.2 二氧化碳加氢甲烷化催化剂18-21

    1.4 稀土元素概述21-25

    1.4.1 稀土元素的特性22

    1.4.2 稀土助剂的催化运用22-25

    1.5 对探讨近况的深思与论文工作设想25

    1.6 主要革新点25-26

    第2章 实验药品与策略及原理26-31

    2.1 实验所需药品和原料26

    2.2 实验主要装置26-27

    2.3 载体和催化剂的表征27-29

    2.3.1 红外光谱浅析(IR)27-28

    2.3.2 比表面积(BET)28

    2.3.3 X-射线粉末衍射(XRD)28

    2.3.4 程序升温还原(TPR)28-29

    2.3.5 X射线光电子能谱浅析29

    2.3.6 扫描透射电子显微镜29

    2.4 催化剂活性的测定29-31

    第3章 不同载体负载镍催化二氧化碳加氢甲烷化反应性能的探讨31-39

    3.1 载体的预处理31

    3.2 催化剂的制备31-32

    3.3 载体的红外光谱浅析及透射电镜图32-33

    3.4 催化剂的活性测试33-34

    3.5 催化剂的BET34-35

    3.6 催化剂的XRD浅析35-36

    3.7 催化剂的TPR探讨36-38

    3.8 小结38-39

    第4章 不同稀土种类掺杂催化剂催化二氧化碳甲烷化性能的探讨39-44

    4.1 不同稀土种类掺杂催化剂的制备39

    4.2 催化剂的活性测试39-40

    4.3 催化剂的BET40-41

    4.4 催化剂的XRD探讨41-42

    4.5 催化剂的TPR探讨42-43

    4.6 小结43-44

    第5章 稀土掺杂含量催化剂催化二氧化碳加氢甲烷化性能的探讨44-48

    5.1 不同稀土掺杂含量催化剂的制备44

    5.2 催化剂的活性测试44-45

    5.3 催化剂的比表面积及粒径数据45-46

    5.4 催化剂的XRD浅析46-47

    5.5 小结47-48

    第6章 不同稀土掺杂顺序催化剂催化二氧化碳加氢甲烷化性能的探讨48-55

    6.1 不同稀土掺杂顺序催化剂的制备48

    6.2 催化剂的活性测试48-49

    6.3 催化剂的比表面积和粒径大小49-50

    6.4 催化剂的XRD探讨50-51

    6.5 催化剂的TPR探讨51-52

    6.6 催化剂的XPS探讨52-54

    6.7 小结54-55

    第7章 结论与展望55-57

    7.1 结论55-56

    7.2 进一步工作方向56-57

    致谢57-58

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