用于甲烷催化燃烧金属基结构化催化剂制备及性能研究

【摘要】：结构化催化剂是一种结构规整的整体式催化剂,由于它具有几何比表面积大,传递性能好、床层压降低等优点,在环境催化及污染控制领域已有应用。利用这种优良的传递性能,将结构化催化剂应用于化工领域中的强吸/放热反应的直接耦合,可以大幅度提高能量的利用率,实现流程集成化,达到过程强化的目的,因而在国内外引起了研究者的高度重视。 另一方面,在强放热的甲烷催化燃烧体系中,传统的贵金属催化剂等存在价格昂贵,高温稳定性差的缺点,因而寻找一种高活性,高稳定性的催化材料是一个富有挑战性和实际应用价值的研究方向。 本文将金属基结构化催化材料应用于甲烷催化燃烧。首先,采用金属预氧化法对FeCrAl合金基体进行处理,使其表面生成一层具有复合氧化物结构的氧化层,然后采用浸渍法在金属基体上重复负载多种胶体,包括过渡层胶体,载体层胶体,含催化活性组分胶体,从而制得含有甲烷催化燃烧活性组分的金属基结构化催化剂。实验结果表明,金属基预氧化的时间和温度、胶体浓度、是催化剂制备的关键因素。 通过对金属基结构化催化剂表面形貌分析,物相分析,甲烷催化燃烧活性评价,寿命评价和TPR表征等详细分析了LaFe_xMg_(1-x)O_3/Al_2O_3/ 【关键词】：金属基载体 结构化催化剂 甲烷催化燃烧 XRD SEM
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TQ426
【目录】：

• 符号说明11-12
• 第一章 文献综述12-29
• 1．1 结构化催化剂概述12-15
• 1．2 结构化催化剂的载体15-18
• 1．2．1 陶瓷载体15
• 1．2．2 泡沫材料载体15-16
• 1．2．3 金属载体16-18
• 1．3 结构化催化剂的应用18
• 1．4 吸／放热耦合的自热过程的实验研究进展18-19
• 1．5 催化燃烧概述19-21
• 1．5．1 催化燃烧对催化材料的要求20-21
• 1．6 甲烷催化燃烧催化剂研究进展21-28
• 1．6．1 现有的燃烧催化剂21
• 1．6．2 贵金属催化剂21-23
• 1．6．2．1 Pd催化剂22-23
• 1．6．2．2 Pt基催化剂23
• 1．6．3 单一过渡金属氧化物燃烧催化剂23-24
• 1．6．4 六铝酸盐(Hexaaluminate)型金属氧化物燃烧催化剂24
• 1．6．5 烧绿石型催化剂24-25
• 1．6．6 钙钛矿(Perovskite)型金属氧化物燃烧催化剂25-28
• 1．7 论文的研究工作28-29
• 第二章 实验部分29-37
• 2．1 试验原料及设备29-30
• 2．2 催化剂制备30-33
• 2．2．1 活性组分的制备30
• 2．2．2 胶体制备30-31
• 2．2．3 涂层制备31-32
• 2．2．4 涂层牢固度检验32-33
• 2．3 催化剂活性评价33-36
• 2．3．1 实验条件33
• 2．3．2 气体流量标定33-34
• 2．3．3 热电偶的校正34
• 2．3．4 催化剂活性评价34-35
• 2．3．5 甲烷催化燃烧寿命测试35-36
• 2．4 催化剂的表征36-37
• 2．4．1 催化剂的XRD表征36
• 2．4．2 催化剂的SEM表征36
• 2．4．3 催化剂的TPR表征36-37
• 第三章 LaAl_(1-x)Fe_xO_3／Al_2O_3／FeCrAl催化剂性能结果及讨论37-48
• 3．1 XRD结果37-39
• 3．2 SEM结果39-42
• 3．3 催化剂的甲烷催化燃烧活性评价42-45
• 3．4 TPR测试结果45-48
• 第四章 LaFe_xMg_(1-x)O_3／Al_2O_3／FeCrAl催化剂性能结果及讨论48-59
• 4．1 XRD结果48-50
• 4．2 SEM结果50-53
• 4．3 催化剂的甲烷催化燃烧活性评价53-57
• 4．4 TPR测试结果57-59
• 第五章 结论59-61
• 参考文献61-68
• 致谢68-69
• 攻读硕士期间发表的学术论文目录69

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