首页 > 学术论文

纳米催化剂制备及其催化甲烷裂解积碳性能的研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 21:12:29
热度:

纳米催化剂制备及其催化甲烷裂解积碳性能的研究【摘要】:催化裂解碳氢化合物制备碳纳米管等新型纳米碳材料是众多方法中最有希望实现大规模生产的合成方法,该方法中催化剂的选择又是成功的关键

【摘要】: 催化裂解碳氢化合物制备碳纳米管等新型纳米碳材料是众多方法中最有希望实现大规模生产的合成方法,该方法中催化剂的选择又是成功的关键。作为其中高效催化剂之一的过渡金属纳米催化剂的制备方面的研究与开发一直已备受关注。 本文采用本实验室改进的溶胶-凝胶法和沉淀法相耦合的方法制备了非负载型过渡金属纳米催化剂;考察了氨水浓度、400℃焙烧气氛等条件对催化剂收率、形貌及其催化甲烷裂解积碳增重率和积碳产物形貌的影响;还考察了催化剂颗粒尺寸和催化裂解反应温度对催化剂催化甲烷裂解积碳增重率和积碳产物形貌的影响。 实验结果表明,与氨水浓度为1.5mol/L制备的催化剂相比,氨水浓度为1.0mol/L制备的催化剂的收率、经过不同温度焙烧前后的失重率以及催化甲烷裂解积碳反应产物的积碳增重率都要高一些;其催化甲烷裂解积碳反应积碳产物中含碳纳米管等一维积碳产物要多一些;但是其催化甲烷裂解积碳反应积碳产物中碳纳米管的管径要粗一些。 催化剂在1200℃焙烧3小时后研磨并过筛,使得催化剂颗粒的粒径变小且分布比较均匀,有助于提高制得的催化剂催化甲烷裂解积碳反应的积碳增重率和积碳产物中碳纳米管的含量及质量。 60℃真空干燥后的催化剂,分别在空气氛和氩气氛下,于400℃焙烧1小时,之后两者均在空气氛下分别经过800℃和1200℃的焙烧,前者的催化剂颗粒粒径较小,且颗粒粒径比较均匀。前者的催化甲烷裂解积碳反应的积碳增重率和积碳产物中碳纳米管的含量均好于后者。 对于本文制备的纳米催化剂来说,其催化甲烷裂解积碳反应的适宜反应温度在610℃左右。 本课题的研究结果对于开发过渡金属纳米催化剂新的制备方法以及催化甲烷裂解制备碳纳米管等纳米碳材料的新型催化剂具有重要的实际意义。 【关键词】:纳米催化剂 碳纳米管 制备 氨水浓度 焙烧气氛 催化甲烷裂解 TEM表征
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TQ426
【目录】:
  • 摘要3-4
  • ABSTRACT4-9
  • 第一章 文献综述9-28
  • 1.1 纳米催化剂简介9-10
  • 1.2 纳米催化剂制备方法10-12
  • 1.2.1 沉淀法10
  • 1.2.2 浸渍法10
  • 1.2.3 固相反应法10-11
  • 1.2.4 柠檬酸法11
  • 1.2.5 还原法11
  • 1.2.6 分子印刷制备技术11
  • 1.2.7 二嵌段共聚物密封法11-12
  • 1.2.8 溶胶-凝胶法(sol-gel法)12
  • 1.2.9 其它方法12
  • 1.3 纳米催化剂表征技术12-21
  • 1.3.1 形貌分析12-15
  • 1.3.2 表面与界面分析15-18
  • 1.3.3 结构分析18-19
  • 1.3.4 催化性能测试19-21
  • 1.4 纳米催化剂催化作用机理简述21
  • 1.5 纳米催化剂的应用研究21-22
  • 1.5.1 在能源领域中的应用21
  • 1.5.2 在化工领域中的应用21
  • 1.5.3 在环境保护领域中的应用21-22
  • 1.5.4 在生物技术领域中的应用22
  • 1.6 碳纳米管简介22-25
  • 1.6.1 碳纳米管的基本特性22-23
  • 1.6.2 碳纳米管的主要制备方法23-24
  • 1.6.3 碳纳米管的应用前景24-25
  • 1.7 催化裂解烃类有机物积碳反应简介25-27
  • 1.7.1 催化裂解法25
  • 1.7.2 催化甲烷裂解反应主要产物25
  • 1.7.3 催化甲烷裂解生长碳纳米管的反应机理25-26
  • 1.7.4 最新国内外研究动态26-27
  • 1.8 本课题主要研究内容及意义27-28
  • 第二章 实验28-32
  • 2.1 实验试剂28
  • 2.2 实验仪器28-29
  • 2.3 实验方法29-30
  • 2.3.1 非负载型过渡金属纳米催化剂的制备29
  • 2.3.2 过渡金属纳米催化剂催化甲烷裂解积碳反应29-30
  • 2.4 反应产物表征30-32
  • 2.4.1 透射电子显微镜30-32
  • 第三章 非负载型纳米催化剂的制备及其催化甲烷裂解积碳反应的结果与讨论32-54
  • 3.1 氨水浓度的影响32-37
  • 3.1.1 对催化剂收率的影响32-33
  • 3.1.2 对催化剂形貌的影响33-35
  • 3.1.3 对催化剂积碳增重率的影响35-36
  • 3.1.4 积碳产物TEM表征结果36-37
  • 3.2 催化剂颗粒尺寸的影响37-44
  • 3.2.1 对催化剂形貌的影响38-40
  • 3.2.2 对催化剂积碳增重率的影响40
  • 3.2.3 积碳产物TEM表征结果40-44
  • 3.3 400℃焙烧气氛的影响44-47
  • 3.3.1 对催化剂失重率的影响44-45
  • 3.3.2 对催化剂形貌的影响45-46
  • 3.3.3 对催化剂积碳增重率的影响46
  • 3.3.4 积碳产物TEM表征结果46-47
  • 3.4 催化甲烷裂解积碳反应温度的影响47-51
  • 3.4.1 对催化剂积碳增重率的影响47-48
  • 3.4.2 积碳产物TEM表征结果48-51
  • 3.5 重复实验51-54
  • 3.5.1 非负载型纳米催化剂的制备重复实验结果与讨论51
  • 3.5.2 催化甲烷裂解积碳反应重复实验结果与讨论51-54
  • 第四章 结论54-55
  • 参考文献55-63
  • 参加科研情况说明63-64
  • 致谢64


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

纳米Fe_2O_3-K_2O催化剂的制备及其催化乙苯脱氢性能    相彬;徐恒泳;李文钊;

碳纳米管的研究进展    曹伟;宋雪梅;王波;严辉;

氢钼青铜对铂催化氧还原反应的促进作用    黄幼菊;李伟善;黄青丹;李伟;张庆龙;蒋腊生;

Fe-Ni双活性金属催化剂制备碳纳米管的研究    邹永良;江奇;张倩;杜冰;杨槐;赵勇;

纳米H_3CoPMo_(10)V_2O_(40)的室温固相合成及其催化性能    石晓波,石淑华,莫春生

Pt/CNTs催化剂的制备及其催化臭氧化活性研究    刘正乾;马军;

一种测定主流卷烟烟气中固相自由基总量的新方法    周骏;吴可;孙岳;丛建波;王长振;常翔;先宏;朱永法;

一种基于纳米金介导生物沉积铂催化氢还原的电化学免疫分析新方法    文茜;黄勇;蒋健晖;沈国励;俞汝勤;

纳米晶WC-Co-Ni复合材料的制备及其电催化性能    盛江峰;马淳安;张诚;

一种制备无氯苯甲醛的纳米催化剂的合成及性能    陈良坦;邓卫平;张来英;

纳米TiO_2的特性    李大成,周大利,刘恒,张萍,张云,龚家竹

影响TiO_2光催化活性的因素及提高其活性的措施    任成军,李大成,钟本和,周大利,刘恒,龚家竹

烷基化纳米SiO_2/MMA乳液聚合物及其对PC的改性研究    钱翼清,赵平,王卫华

纳米材料及其在工程塑料改性中的应用    王孝军,杨杰,龙盛如

纳米CaCO_3填充环氧树脂分散技术及力学性能研究    刘建林,肖久梅,史孝群,龚春秀,马文江

环氧树脂/SiO_2,纳米复合材料性能的研究    惠雪梅,张炜,王晓洁

防高能辐射的树脂/纳米铅复合材料的制备及研究    安骏,吴海霞,辛寅昌

选区激光烧结制备PS/Al_2O_3纳米复合材料的研究    郑海忠,张坚,鲁世强,徐志锋

树脂纳米铈防辐射复合材料的制备及其性能研究    安骏;刘吉华;辛寅昌;

纳米材料的现行测量技术    郭冬勇,赵德国

电沉积银纳米膜的光学性质研究    乐士儒;栾野梅;安茂忠;

用高应变率大应变载荷制备纳米晶铜试件    杨黎明;VPW Shim;陈锋;龚明;

爆炸加载制备纳米晶铜实验研究    王金相;张晓立;王经涛;赵铮;

爆炸载荷下纳米晶铜晶粒度分布及影响因素研究    王金相;周楠;赵铮;王小绪;杭逸夫;

纳米粒子的表面改性研究进展    李春霞;李立平;酒金婷;王柏华;

纳米材料研究及其应用    李星国;

含纳米ZnO抗紫外整理剂的制备及性能研究    张永文;陈英;

纳米材料在丝绸文物保护上的应用    王敏;

防水透湿织物上碳氟膜的纳米结构及均匀性的初步研究    王东;路建军;齐宏进;

纳米SiO_2的制备方法及应用    高惠;杨俊玲;

几种稀土发光材料的合成及发光性质的研究    谭淑媛

掺杂型ZnS纳米粒子的制备及表面修饰对其发光性质的影响    曲华

金属粉末高致密化成形及其数值模拟研究    王德广

ZnO纳米阵列的制备和稀土掺杂工艺及其发光性能的研究    赵世华

硫属化合物纳米材料的可控性合成与表征    周红洋

石墨烯和荧光碳纳米颗粒的制备及其电化学特性的研究    杜海军

聚丙烯酸酯/纳米氧化锡锑复合乳液的制备、表征及其在透明隔热涂料中的应用研究    张贵军

天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料的阻隔性及相关性能研究    王文涛

金属掺杂TiO_2和ZnO的第一性原理研究    于晓慧

纳米流体辐射特性机理研究及其在太阳能电热联用系统中的应用研究    赵佳飞

纳米CeO_2-TiO_2复合介孔材料的制备及性能    张旭

二元稀土氟化物的控制合成及光学性能研究    李艳冰

铟锡氧化物纳米微粒表面修饰研究及其悬浮液的制备    齐天骄

锑基纳米材料的水热法制备及表征    王青尧

线切割废砂浆制备白炭黑及改性研究    田维亮

多端耦合量子点体系量子输运特性的研究    尹永琦

稀土离子掺杂纳米晶ZrO_2-Al_2O_3复合粉体的制备及发光性质的研究    谭鑫鑫

贵金属及其合金/碳纳米管复合材料的制备与表征    甘自保

(MCM-41)-La_2O_3纳米复合材料的制备、表征及光学性质研究    赵紫军

一维纳米材料的静电纺丝法制备、表征及性能研究    薛江

利用沸腾床反应器制备碳纳米管    刘宝春,唐水花,高利珍,梁奇,张伯兰,瞿美臻,熊贵志,于作龙

催化剂组成和反应条件对W-Fe-MgO催化分解甲烷制备单壁碳纳米管的影响    刘霁欣,任钊,谢有畅

Na-W-Mn/SiO_2催化剂体系中Na对甲烷氧化偶联制乙烯的作用    季生福,李树本,高玲,刘育,牛建中,许传芝

CNTs/Polyester复合材料的微波吸收特性研究    曹茂盛,高正娟,朱静

纳米材料应用技术的新进展    王淼,李振华,鲁阳,齐仲甫,李文铸

用不同催化剂制备纳米炭纤维的生长机理    苏革,杜金红,范月英,沈祖洪,康宁,成会明

碳纳米管作为超大容量离子电容器电极的研究    梁逵,陈艾,周旺,王巍

离子束溅射沉积Ta_2O_5光学薄膜的实验研究    刘洪祥,熊胜明,李凌辉,张云洞

不锈钢金属丝网上TiO_2纳米薄膜光催化剂的研究    朱永法,李巍,何俣,尚静

直接甲醇燃料电池的耐甲醇阴极电催化剂炭载四羧基酞菁钴的研究    李旭光,邢巍,陆天虹,季怡萍,梁宏莹,邵允

一步法合成吲哚用Ag/SiO_2催化剂的失活及其抑制    石雷,周晓霜,蔡天锡,王新平

二苯胺合成用催化剂的再生研究    王顺农,宋丽芝,艾抚宾,王海波,陈明

油碳复合清洗剂的开发和应用研究    朱信涛

氮氢压缩机系统积碳爆炸及对策    薛福连

煤气部分氧化法防止析碳反应的探讨    杨利国;

助剂CeO_2对Co/Al_2O_3催化剂上F-T合成反应性能的影响    代小平,余长春,沈师孔

Ni/Al_2O_3催化剂上CH_4部分氧化制合成气反应积碳的原因    李春义,余长春,沈师孔

电火花放电加工中工具电极损耗理论研究    周勇,刘正埙

超细镍基催化剂上CH_4-CO_2重整反应的性能Ⅱ.制备方法对催化性能和抗积碳性能的影响    许峥,张鎏,张继炎,赵金保

镍基气凝胶催化CH_4-CO_2重整制取合成气反应的研究 Ⅱ.制备方法对Ni/CeO_2-Al_2O_3催化剂反应性能的影响    陈吉祥,王日杰,李玉敏,张继炎

碳氢燃料分子热裂解积碳机理研究    王静波;甯红波;李象远;

CH_4/CO_2重整Ni/AlO催化剂Ce改性和强化传热的抗积碳作用    陈炜;盛雯倩;赵国锋;路勇;

金属-载体相互作用及其对CH_4/CO_2重整反应中积碳的影响    刘红艳;阎瑞霞;章日光;王宝俊;谢克昌;

镍基催化剂在甲烷化过程中积碳的研究    徐超;王兴军;胡贤辉;陈雪莉;王辅臣;

直接碳氢化合物固体氧化物燃料电池阳极研究进展    刘江;Scott A Barnett;

流化床中硝基苯加氢制苯胺的催化剂失活研究    刁士刚;骞伟中;魏飞;罗国华;王垚;

La-P复合改性对HZSM-5催化剂抗积碳性能的影响    李恒;余定华;胡燚;黄鑫江;朱婧瑶;胡耀池;黄和;

Mo/HZSM-5上甲烷和丙烷共同活化芳构化特性    沈晓春;楼辉;宣东;郑小明;

辉光放电等离子体处理的Fe/γ-Al_2O_3催化甲烷分解    赵瑜;刘昌俊;

炼厂丙烯中不同杂质对MCM-22沸石催化剂上苯烷基化反应寿命的影响    王茂功;李文霞;傅吉全;

不冒黑烟 没有积碳 节能30%    王海云 康国宁

创造持续动力开发全新材料    李永丹

汽车用油也应有所规划    顾春

新型纳米催化剂研制成功    江战

纳米催化剂“水中取氢”    闫明星 王群 记者 姜雪松

养护汽车你找谁    耕耘

中国汽油质量要“加油”    本报记者 贺北时

话说汽油清净剂    

汽油标准低于国际水平    毕倩

汽油质量升级迫在眉睫    程田

乙酸蒸汽催化重整制氢研究    安璐

Ni基双金属催化的CH_4/CO_2重整反应中积碳问题的研究    刘红艳

CO_2催化转化的理论与实验研究    潘云翔

中温陶瓷膜燃料电池制备科学研究与性能表征    刘铭飞

以碳氢化合物为燃料的中温固体氧化物燃料电池阳极和电解质的制备和性能表征    丁冬

致密透氧膜反应器在乙醇氧化重整制氢反应中的应用    靳昀

用于乙醇水蒸气重整Co/CeO_2催化剂的研究    王红

钙钛矿负载镍催化剂用于乙醇水蒸气重整制氢反应的研究    陈顺权

炭材料催化二氧化碳重整甲烷制合成气    张国杰

生物质油催化重整制氢及催化剂积炭失活研究    蓝平

CH_4/CO_2重整:抗积碳Ni/CeAlO_3-Al_2O_3催化剂及反应床层纤维结构化的过程强化效应研究    陈炜

过渡金属纳米催化剂制备及其催化甲烷裂解积碳活性的研究    李敏

过渡金属纳米催化剂制备及其催化甲烷裂解积碳性能考察    杨晓亮

超临界条件下正构烷烃催化裂解和积碳研究    王占卫

Ni基催化剂的制备与甲烷二氧化碳重整制合成气的研究    田玲

甲烷为燃料SOFC性能研究及阳极改性试验    鲁楠

乙醇为燃料的固体氧化物燃料电池性能研究    高国栋

直接碳燃料电池阳极反应和特性研究    赵欣宇

甲烷部分氧化制合成气镍系催化剂的稳定性研究    叶瑞鑫

乙醇汽油对摩托车排放特性与尾气净化催化剂的影响    张杰