收藏本站
《广东工业大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

六铝酸盐催化剂的制备及其在新能源二甲醚催化燃烧中的应用

余倩  
【摘要】: “二甲醚化学”是一个崭新的课题。本文就新能源二甲醚催化燃烧所用的高温燃烧催化剂六铝酸盐制备方法及其催化活性进行了研究。 选取由非离子表面活性剂曲拉通X-100、助表面活性剂正辛醇、正庚烷和水构成的反相微乳体系,并对该体系的相行为进行研究。研究结果表明,正辛醇和表面活性剂曲拉通X-100的比例Km为0.779时形成相对稳定的微乳区。在此反相微乳区内制备六铝酸盐催化剂,考察不同含水量的反相微乳体系对催化剂性能的影响,并对所制备的六铝酸盐催化剂BaMnAl_(11)O_(19-δ)进行XRD、BET和TEM等表征,结果显示,在含水量为15%的反相微乳体系中制备出的催化剂具有热稳定性好,均匀有序片状(长为10~30nm,宽为5~10nm)的特点,经过1200℃焙烧4h的催化剂,比表面积仍高达106m~2/g。与溶胶-凝胶法和共沉淀法相比,反相微乳法制备的纳米六铝酸盐催化剂具有明显的优势。 比较不同干燥方法制备的催化剂的比表面积可知,超临界干燥法有利于形成大比表面积的六铝酸盐催化剂。对不同方法制备的催化剂进行催化活性考察,结果显示,反相微乳法制备的大比表面积的催化剂BaMnAl_(11)O_(19-δ)比其他方法制备的催化剂在二甲醚催化燃烧中体现了较高的活性,使二甲醚起燃温度降低到T_(10%)是160℃,在320℃二甲醚的转化率就接近100%。而且该催化剂在连续100小时活性评价实验中,依然保持稳定的活性。回收利用反相微乳液制备的催化剂也能产生较好催化作用,所以采用反相微乳法制备六铝酸盐催化剂是经济可行的。 对所制备的不同镜面离子和不同活性组分掺杂的六铝酸盐催化剂进行TG-DTA、XRD、BET和TEM等表征,并结合二甲醚催化燃烧反应研究,结果表明Ba~(2+)作为镜面阳离子的β-Al_2O_3结构的六铝酸盐催化剂具有更好的热稳定性和催化活性,La~(3+)作为镜面阳离子的磁铅石结构的六铝酸盐的相转变温度比前者要低。从活性组分Ni~(2+)、Mn~(2+)、Cu~(2+)等掺杂对六铝酸盐催化剂结构和性质的影响可知,制备方法和活性组分本身的性质是影响催化剂性能的主要因素。活性组分Mn~(2+)在二甲醚催化燃烧反应中体现出较好的催化活性。通过对催化剂BaMnAl_(11)O_(19-δ)进行TPO、TPR和XPS表征,发现在二甲醚催化燃烧反应的起燃阶段,催化剂的物理和化学吸附氧起主要作用,催化剂的大比表面积有利于降低起燃温度。当二甲醚燃烧反应平衡后,Mn的氧化还原反应使六铝酸盐催化剂的晶格氧释放,此时晶格氧在燃烧反应中起主要作用。Al-O的架构为催化剂提供稳定的骨架结构,而在该骨架中引入的Ba,形成牢固的Ba-O使该催化剂具有较好的热稳定性。 选取不同的升温速率对六铝酸盐催化剂前驱体进行TG-DTA测定,并对其进行热分解动力学研究。确定六铝酸盐催化剂前驱体的机理函数为:积分式G(α)=[-ln(1-α)]~4,微分式为:f(α)=(1/4)(1-α)[-ln(1-α)]~(-3),反应为随机成核和随后生长控制,计算出的活化能E_α=187.80kJ/mol。Coats-Redfern法与Kissinger法的活化能计算结果一致,证明了结果的可靠性。 用BP神经网络方法处理数据,建立映射关系。通过设计程序,已初步预测了镧、锶、钡三个系列六铝酸盐的XRD特征峰、杂峰等,以及部分地预测了二甲醚催化燃烧曲线。 由于“二甲醚化学”重要的意义以及二甲醚催化燃烧反应的研究尚处于起步阶段,项目的选题具有较大的创新性;研究纳米结构的掺杂型的六铝酸盐催化剂体系和二甲醚催化燃烧的反应行为,研制出二甲醚催化燃烧用高活性和高稳定性的纳米结构的掺杂型的六铝酸盐催化剂,这是本项目的另一创新之处。
【学位授予单位】:广东工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:O643.36

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 肖凤娟;杨惠芳;顾业强;;TritonX-100/正己醇/环己烷反相微乳液体系合成纳米羟基磷灰石[J];硅酸盐通报;2005年06期
2 李艳,张明侠,赵斌,张世民,阳明书;纳米反应器的研究进展[J];高分子通报;2002年01期
3 勾华,张朝平,罗玉萍,申德君;微乳液和反相微乳液法在合成和制备纳米铁系化合物上的应用[J];贵州大学学报(自然科学版);2001年02期
4 刘志坚,廖建军,谭经品,李大东;二氧化碳加氢合成二甲醚CuO-ZnO-Al_2O_3/HZSM-5型催化剂的研究[J];工业催化;2002年02期
5 华婞;刘殿华;房鼎业;;合成气一步法制二甲醚工艺条件研究[J];化工生产与技术;2006年02期
6 王铁军,常杰,吕鹏梅,付严,鲁皓;生物质热化学转化合成二甲醚[J];过程工程学报;2005年03期
7 段华超,刘源,李增喜,闻学兵;六铝酸盐的结构及其在甲烷制氢中的应用[J];化工进展;2004年05期
8 李晓,张卫英,袁惠根;反相微乳液聚合机理及模型化处理[J];中国工程科学;2003年01期
9 徐金光,田志坚,王军威,徐云鹏,徐竹生,林励吾;尿素加入量对水热合成法制备Mn取代六铝酸盐催化剂的影响[J];高等学校化学学报;2004年01期
10 毛东森;张斌;杨为民;陈庆龄;卢冠忠;;磷改性HZSM-5分子筛的制备及其在合成气一步法制二甲醚反应中的应用[J];催化学报;2006年11期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 武鹏;六铝酸盐高温燃烧催化剂的合成与甲烷催化氧化性能研究[D];内蒙古大学;2004年
2 王林宏;六铝酸盐催化剂的制备及对甲烷催化燃烧性能的研究[D];北京化工大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘元俊,贺传兰,邓建国,冀克俭,张银生,孙思修;热重法测定聚合物热降解反应动力学参数进展[J];工程塑料应用;2005年06期
2 汪瑾;环氧类电子封装材料的表征及性能研究[J];安徽化工;2005年06期
3 唐定兴,赵芸;非等温法研究Ni(CH_3COO)_2·4H_2O脱水反应的动力学[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年04期
4 李华乐;成立;王振宇;李加元;贺星;瞿烨;;新型半导体纳米材料的主要制备技术[J];半导体技术;2006年03期
5 张维,李杰,李晓萌,罗运军,谭惠民;纳米燃速催化剂对7-氨基-6-硝基-4,5-二氧化呋咱热分解的影响[J];火炸药学报;2004年02期
6 于宪峰;纳米碳管对CL-20热分解性能的影响[J];火炸药学报;2004年03期
7 梁达文,白守礼,杨东,陈霭璠;纳米CuO/CeO_2制备、表征及对甲烷燃烧催化活性[J];北京化工大学学报(自然科学版);2005年03期
8 何启林;王德明;;煤的氧化和热解反应的动力学研究[J];北京科技大学学报;2006年01期
9 吴新民;刘建华;戚传松;李巍;;三氯化缬氨酸六水合铒配合物的热分解反应动力学[J];北京理工大学学报;2007年02期
10 胡照会;王荣国;扬帆;;复合材料压力容器的树脂体系的固化动力学研究[J];玻璃钢/复合材料;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张超;董岩;梁超;吴直森;刘刚;涂宾;蒋建清;;PDP铝酸盐绿色荧光粉基质BaAl_(12)O_(19)的单相合成研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ[C];2004年
2 杨利利;尹伟;王亚明;贾海峰;;一步法制二甲醚催化剂的研究进展[A];第四届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2007年
3 王志;李速延;;CO_2催化合成研究新进展[A];第四届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2007年
4 徐静媛;马春排;;基于灰色理论和神经网络的生物建模研究[A];中国生物医学工程进展——2007中国生物医学工程联合学术年会论文集(下册)[C];2007年
5 陈水辉;刘艳春;张全胜;;催化无焰燃烧技术及其应用[A];中国土木工程学会燃气分会应用专业委员会2007年会论文集[C];2007年
6 杨燕;;甲烷蒸汽二氧化碳转化制甲醇合成气催化剂的评选研究[A];四川省环境科学学会2003年学术年会论文集[C];2003年
7 逄芳;于庆勇;侴晓玉;李秀颖;逯路;陈丽娜;张健;徐占林;;甲烷燃烧稀土六铝酸盐LaCu_xAl_(12-x)O_(19-δ)催化剂的制备及其性能研究[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(上)[C];2007年
8 赵丽娜;逄芳;牛玉;于庆勇;侴晓玉;逯路;李秀颖;徐占林;;甲烷部分氧化制合成气复合氧化物LaMAl_(11)O_(19-δ)催化剂研究[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(下)[C];2007年
9 焦宝娟;陈三平;谢钢;高胜利;;配合物Ln[(C_5H_(10)NS_2)_3(C_(12)H_8N_2)]的非等温热分解动力学研究[A];中国化学会第十三届全国化学热力学和热分析学术会议论文摘要集[C];2006年
10 郁青春;张世超;王新东;;基体清洗法测定CeO_2在载体γ-Al_2O_3表面的分散阀值[A];2006年全国冶金物理化学学术会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李青山;乙烯基共聚物/蒙脱石纳米复合材料研究[D];东华大学;2005年
2 杨宏;二氧化碳氧化乙烷—低温Cr系催化剂和反应过程的研究[D];中国科学院大连化学物理研究所;2001年
3 阳卫军;阻燃用氯氧化锑的制备、应用性能及阻燃机理研究[D];中南大学;2001年
4 付丽红;胶原蛋白与植物纤维素的结合机理及利用[D];四川大学;2002年
5 程瑞香;东北主要树种落叶松、桦木和柞木胶接性能的研究[D];东北林业大学;2002年
6 王述洋;生物质热解动力学建模及锥式闪速热解装置设计理论研究[D];东北林业大学;2002年
7 林起浪;炭材料用基体前驱体煤沥青的改性研究[D];西北工业大学;2002年
8 马青松;聚硅氧烷先驱体转化制备陶瓷基复合材料研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
9 魏齐龙;铝锂合金的析出相、各向异性与静电场的影响[D];西北工业大学;2002年
10 陈彤;苯在催化剂作用下直接氨基化/羟基化研究[D];四川大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张泉;轻稀土氧化物(La_2O_3,CeO_2)对高能球磨制备纳米Co基催化材料的影响研究[D];湖南师范大学;2005年
2 杜应吉;膨胀剂对混凝土主要性能影响的试验研究及其模糊评价[D];河海大学;2001年
3 曹刚敏;功能性代铬镀层电沉积及其结构与性能研究[D];厦门大学;2001年
4 黄景涛;废轮胎回转窑热解工艺中试试验研究[D];浙江大学;2002年
5 江爱朋;城市生活垃圾典型组分的燃烧特性和排放特性研究[D];浙江大学;2002年
6 何春蕾;中国天然气收费规制经济研究[D];成都理工大学;2002年
7 要红昌;碳酸铝铵热分解法制备超细氧化铝粉体[D];郑州大学;2002年
8 张立华;多组分水泥基材料水化特征与产物性质的研究[D];武汉理工大学;2002年
9 黄亨建;RDX的钝化和B炸药的改性研究[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2002年
10 张兴鹏;水速溶性聚乙烯醇包装膜的研究[D];苏州大学;2002年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王春明,赵璧英,谢有畅;盐类和氧化物在载体上自发单层分散研究新进展[J];催化学报;2003年06期
2 毛东森;张斌;杨为民;陈庆龄;卢冠忠;;磷改性HZSM-5分子筛的制备及其在合成气一步法制二甲醚反应中的应用[J];催化学报;2006年11期
3 刘源,钟炳,彭少逸,秦永宁;钾助剂对Cu/ZrO_2合成甲醇催化剂活性的影响[J];催化学报;1998年02期
4 洪中山,邓景发,范康年,曹勇;凝胶网格共沉淀法制备Cu/ZnO/Al_2O_3合成甲醇催化剂[J];高等学校化学学报;2002年04期
5 王铁军,常杰,吕鹏梅,付严,鲁皓;生物质热化学转化合成二甲醚[J];过程工程学报;2005年03期
6 高恒;甲醇及二甲醚的生产现状和发展前景[J];化学工业与工程技术;2005年02期
7 谢有畅,桂琳琳,卜乃瑜,刘万祺,唐有祺,北京化工研究院三室高效催化剂组;聚乙烯高效催化剂的结构和机理研究[J];中国科学A辑;1979年07期
8 贺元启;鲁皓;;生物质气化合成燃料的绿色化学效应分析[J];可再生能源;2005年06期
9 尧命发,许斯都,许俊峰,金萍;二甲基醚(DME)燃烧特性研究[J];内燃机学报;2001年03期
10 顾立军,谢颖,刘宝生,陈小平,王乐夫;焙烧温度对CuO/γ-Al_2O_3和CeO_2-CuO/γ-Al_2O_3催化剂NO还原活性的影响[J];燃料化学学报;2004年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张惠;甲烷选择性催化还原氮氧化物的基础研究[D];浙江大学;2005年
2 杨剑斌;H_2选择性还原NO的产物分布和反应机理研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 房华;有氧条件下甲烷选择性催化还原NOx的研究[D];四川大学;2006年
2 张浩;铁系金属氧化物催化还原NO_x性能研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
3 朱安民;天然气燃烧催化剂的逆微乳液合成及性能研究[D];北京化工大学;2007年
4 于君英;掺杂六铝酸镧催化剂的反相微乳液法制备及性能研究[D];北京化工大学;2007年
5 王伟;堇青石负载铁系氧化物催化还原NO_x的性能研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王新宇,漆宗能,王佛松;聚合物-层状硅酸盐纳米复合材料制备及应用[J];工程塑料应用;1999年02期
2 谢有畅,唐有祺;氧化物和盐类在分子筛内外表面及孔穴中的自发分散及其应用[J];北京大学学报(自然科学版);1998年Z1期
3 王志明,王昊;Al_2O_3—SiO_2溶胶的红外吸收光谱分析[J];玻璃纤维;2000年01期
4 王歆,庄志强,周海牛;电子陶瓷的溶胶—凝胶法制备技术[J];山东陶瓷;2001年01期
5 蔡光宇,辛勤,王祥珍,王清遐,王作周,李时瑶,陈国权;经磷或镁改质的ZSM-5沸石的表面性质研究[J];催化学报;1985年01期
6 李时瑶,张吉武,周智远,蔡光宇;异构化、烷基化和裂化性能与HZSM-5沸石酸性的关系[J];催化学报;1989年03期
7 徐占林,毕颖丽,甄开吉;CO_2重整甲烷制合成气催化剂六铝酸盐LaNi_yAl_(12-y)O_(19-δ)的研究[J];催化学报;2000年02期
8 毛东森,卢冠忠,陈庆龄;B_2O_3/TiO_2-ZrO_2催化环己酮肟气相Beckmann重排反应中的溶剂效应[J];催化学报;2005年04期
9 徐金光,田志坚,索掌怀,徐秀峰,曲秀华,徐云鹏,徐竹生,林励吾;反相微乳液法制备LaMnAl_(11)O_(19-α)甲烷燃烧催化剂[J];催化学报;2005年08期
10 徐杰,王文祥,苏运来;沉淀法制备Fe-Ti系合成醇催化剂[J];催化学报;1994年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 徐金光;高温催化材料制备方法及其在甲烷催化燃烧中应用的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘博;合成气一步法合成二甲醚的催化研究[D];郑州大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 余倩;余林;张绮旎;孙明;凌伟军;许奕祥;;二甲醚燃烧用催化剂BaO·MnO·6Al_2O_3的热分解动力学[J];稀有金属;2010年01期
2 余倩;余林;黄应敏;孙明;成青华;王苑娜;张绮旎;戴振生;;二甲醚燃烧用掺杂钡、镍六铝酸盐催化剂的研究[J];无机盐工业;2006年11期
3 李仕禄;二甲醚的生产工艺及技经分析[J];小氮肥;1995年12期
4 正;丹麦一公司开拓天然气直接合成二甲醚的新技术[J];精细与专用化学品;1996年06期
5 葛庆杰,黄友梅,李树本;二甲醚的用途及制备[J];石油化工;1997年08期
6 张骏驰,唐宏青;二甲醚工艺技术现状与建议[J];化工设计;1999年06期
7 梁诚;二甲醚的生产技术与市场需求[J];精细石油化工进展;2000年12期
8 梁诚;二甲醚的生产与发展[J];四川化工与腐蚀控制;2001年04期
9 李仲来;二甲醚生产技术进展综述[J];小氮肥设计技术;2003年03期
10 杨旭,李灿欣;富余焦炉煤气生产二甲醚的技术及经济分析[J];洁净煤技术;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;21世纪新能源二甲醚的发展前瞻[A];节能减排论坛——福建省科协第八届学术年会卫星会议论文专刊[C];2008年
2 张润坤;曹小安;王伟锋;陶颖;;一种基于催化发光的高选择性的二甲醚传感器[A];第十届中国化学会分析化学年会暨第十届全国原子光谱学术会议论文摘要集[C];2009年
3 王正岩;吕华;;清洁能源二甲醚的制造技术与发展战略[A];中国化工学会2003年石油化工学术年会论文集[C];2003年
4 刘生全;马志义;王贺武;边耀璋;;汽油车用新型二甲醚燃料的开发研究[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(上册)[C];2002年
5 高雷;魏飞;刁士刚;周华群;罗国华;;SAPO34分子筛上二甲醚裂解制烯烃反应的研究[A];第九届全国化学工艺学术年会论文集[C];2005年
6 周龙保;;轻型车用直喷式柴油机燃用超清洁燃料二甲醚时的性能、燃烧及排放特性的研究[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(下册)[C];1999年
7 付位刚;邵玉艳;杨轶;尹鸽平;;二甲醚在Pt/CNT(碳纳米管)催化剂上的电化学氧化研究[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(上集)[C];2005年
8 赵光;房鼎业;刘殿华;;MoO_3/γ-Al_2O_3催化合成聚甲醛二甲醚[A];上海市化学化工学会2011年度学术年会论文集[C];2011年
9 徐晓东;;丙丁烷与二甲醚比例对OCF发泡及泡沫尺寸稳定性的影响[A];中国聚氨酯工业协会第十二次年会论文集[C];2004年
10 蔡振钦;徐春明;赵锁奇;;二甲醚耦合反应对碳酸二甲酯直接合成反应的影响[A];第九届全国化学工艺学术年会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘方斌;二甲醚规模究竟多大适合国情[N];中国化工报;2006年
2 赵和平;二甲醚替代石油需过三关[N];中国矿业报;2006年
3 本报记者 陈其珏;高油价激发二甲醚规模化发展“冲动”[N];上海证券报;2008年
4 陈继军;二甲醚:产能扩张渐闻四面楚歌[N];中国化工报;2008年
5 本报记者 戈清平;突破“三重门” 二甲醚亟待国标导航[N];中国高新技术产业导报;2008年
6 宋莉;二甲醚产业发展加速度[N];科技日报;2008年
7 记者 陈其珏;甲醇、二甲醚价格连涨近3月[N];上海证券报;2011年
8 毛志鹏;群雄竞逐 二甲醚市场风云再起[N];中国高新技术产业导报;2007年
9 本报记者  阮晓琴;外资涌入二甲醚 新奥集团获参股[N];上海证券报;2006年
10 支维墉;二甲醚推广起步 产业风险不容忽视[N];21世纪经济报道;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 余倩;六铝酸盐催化剂的制备及其在新能源二甲醚催化燃烧中的应用[D];广东工业大学;2008年
2 张晓;新型二甲醚共轨系统的开发与研究[D];天津大学;2010年
3 李菁;掺杂六铝酸盐催化剂上甲烷二氧化碳重整反应研究[D];吉林大学;2011年
4 徐金光;高温催化材料制备方法及其在甲烷催化燃烧中应用的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2003年
5 贾美林;甲烷空气部分氧化/二甲醚合成集成工艺的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2002年
6 费金华;一步合成二甲醚催化过程开发及CO_2的H_2助活化与转化研究[D];浙江大学;2000年
7 侯军兴;二甲醚—生物柴油混合燃料喷射及发动机燃烧研究[D];上海交通大学;2011年
8 滕飞;纳米催化剂的微乳法制备及其表征[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2005年
9 黄秀敏;负载型MoOx/VOx催化剂上二甲醚选择氧化制甲醛反应的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2006年
10 郑建东;掺杂六铝酸盐高温燃烧催化剂的制备及其在甲烷催化燃烧中性能的研究[D];北京化工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 向小军;电控柴油掺烧二甲醚的实验研究及掺烧比确定[D];武汉理工大学;2003年
2 刘国涛;柴油掺烧二甲醚在柴油机上的应用研究[D];武汉理工大学;2003年
3 邹卫兵;二甲醚重整制氢系统的实验研究[D];华东理工大学;2011年
4 杨忠勇;柴油机燃用二甲醚高压油泵密封润滑的试验研究[D];太原理工大学;2004年
5 唐丽丽;柴油机掺烧二甲醚掺烧比控制方案实验研究[D];武汉理工大学;2002年
6 李小粉;高比例二甲醚柴油混合燃料燃烧及排放过程的仿真研究[D];太原理工大学;2010年
7 赵彦巧;二氧化碳催化加氢一步法制二甲醚催化剂的研究[D];天津大学;2004年
8 王娜;柴油机燃用二甲醚/非标重柴油的燃烧仿真研究[D];太原理工大学;2011年
9 陈征;二甲醚/甲醇双燃料均质压燃发动机的试验研究[D];广西大学;2004年
10 姜涛;气相甲醇法年产一万吨二甲醚流程模拟及优化[D];河北工业大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026