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《中国科学院研究生院(大连化学物理研究所)》 2007年
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CH_4/CO_2重整反应中Rh基催化剂上CeO_2的助剂作用研究

王锐  
【摘要】: CH_4/CO_2重整制合成气由于能有效地利用天然气和解决日益严重的环境问题方面具有广阔的应用前景,得到广泛的关注。CeO_2由于具有特定的氧化还原性质,作为助剂或载体时表现出一定程度的金属与CeO_2相互作用被广泛研究。本论文主要针对CeO_2助剂对Rh基催化剂上CH_4/CO_2重整的反应性能和抗积炭性能的影响,探讨了Rh-CeO_2相互作用电子效应的本质。 Rh-CeO_2/Al_2O_3催化剂在高温还原条件下产生独特的Rh-CeO_2相互作用,导致CeO_2-x和氧空位的生成,同时Rh0上的d电子通过Rh-CeO_2界面转移到CeO_2上。发现Rh-CeO_2/Al_2O_3催化剂表面上有Ce~(4+)/Ce~(3+)和Rh~0/Rh~(δ+)氧化还原对共存,而且在CH_4/CO_2气氛中Ce~(4+)/Ce~(3+)和Rh~0/Rh~(δ+)氧化还原对的存在是一个循环可逆过程,并提出了Ce~(4+)/Ce~(3+)和Rh~0/Rh~(δ+)活性中心的存在下CH_4/CO_2重整反应的机理,它们可促进CH_4分子和CO_2分子的活化,从而提高Rh-CeO_2/Al_2O_3催化剂的反应活性和抗积炭性能。 Rh/Al_2O_3催化剂表面通常存在三种类型的炭物种(α、β、γ),α-炭作为中间活性物种能参与重整反应的进行,β-炭被认为与催化剂的失活有关,γ-炭很难与CO_2发生反应。进一步研究发现积炭的生成和催化剂的表面位置有关,分别生成在高分散的铑、游离态Rh和Al_2O_3表面。添加CeO_2后,由于Rh-CeO_2新界面的形成,增加了α-炭的相对量和活泼性,明显抑制β-炭和γ-炭的生成。这是由于Rh-CeO_2界面的溢流氢抑制α-炭进一步脱氢为β-炭。并结合Ce~(4+)/Ce~(3+)和Rh0/Rhδ+活性中心的存在提出了Rh-CeO_2/Al_2O_3催化剂上的积炭机理模型。 研究表明不同载体上Rh-CeO_2相互作用的电子效应不同。Rh-CeO_2/Al_2O_3催化剂表面上有Ce~(4+)/Ce~(3+)和Rh~0/Rh~(δ+)氧化还原对共存,而Rh-CeO_2/SiO2催化剂表面有Ce~(4+)/Ce~(3+)和Rh~0/Rh~(δ-)氧化还原对共存,这与载体的酸性有关。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(大连化学物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O643.32

【引证文献】
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1 胡久彪;余长林;周晓春;;甲烷部分氧化催化剂上的积碳研究进展[J];有色金属科学与工程;2012年02期
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1 郭海军;高分散Pt基催化剂的制备及催化性能研究[D];大连交通大学;2010年
【参考文献】
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1 刘晰,陶家林,于作龙;加压下甲烷部分氧化反应中催化剂上积碳形态的研究[J];催化学报;2003年01期
2 李艳,叶青,魏俊梅,徐柏庆;制备高效稳定CO_2重整甲烷Ni/ZrO_2催化剂的新方法[J];催化学报;2004年04期
3 许峥,李玉敏,张继炎,张鎏,何菲;甲烷二氧化碳重整制合成气的镍基催化剂性能 Ⅱ.碱性助剂的作用[J];催化学报;1997年05期
4 关毅,秦永宁,张鎏,梁珍成,齐晓周;利用积炭法研究稀土对催化剂镍表面活性的影响[J];催化学报;1997年06期
5 董新法,姬涛,林维明;CH_4、CO_2与O_2制合成气催化剂研究 VI.催化剂表面积炭种类和积炭动力学研究[J];分子催化;2004年04期
6 任杰,陈仰光,吴东,范文浩,冯大明;甲烷、二氧化碳重整制合成气催化剂的研究──ⅠNi-Al_2O_3间的相互作用对[J];分子催化;1994年03期
7 史克英,徐恒泳,商永臣,范业梅,徐国林;天然气和二氧化碳转化制合成气的研究Ⅲ.催化剂抗积炭性能[J];分子催化;1995年03期
8 史克英,徐恒泳,范业梅,商永臣,徐国林;天然气和二氧化碳转化制合成气的研究 Ⅴ.甲烷脱氢积炭反应特征[J];分子催化;1996年01期
9 纪敏,周美娟,毕颖丽,甄开吉,吴越;Ni/γ-Al_2O_3,Ni/MgO,Ni/SiO_2催化剂上甲烷与二氧化碳重整反应的研究[J];分子催化;1997年01期
10 纪敏,吴志芸,毕颖丽,甄开吉,吴越;甲烷与二氧化碳重整制取合成气反应的研究ⅢSr(La)NiAl11O19积炭动力学[J];分子催化;1998年05期
【共引文献】
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1 朱德春;;天然气化工的应用研究进展[J];安徽化工;2007年02期
2 叶青,陈永宝,金钧,王道;CH_4-CO_2转化制合成气催化反应及其进展[J];北京工业大学学报;1998年04期
3 叶青,金钧,王道,武少华,沈忱,周克斌;天然气、CO_2转化制合成气催化反应性能的研究──(Ⅰ)催化反应性能的研究[J];北京工业大学学报;1999年01期
4 叶青,郭中信,陈永宝,周志清,徐恒泳,徐国林;天然气、CO_2重整催化反应的研究(Ⅱ)──积炭的防止[J];北京工业大学学报;1999年04期
5 郭芳;许俊强;储伟;;等离子体处理条件对CO_2重整CH_4反应用镍基催化剂的影响[J];重庆工学院学报(自然科学版);2008年10期
6 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
7 徐兴祥,张劲松,杨永进,徐志军,扬振明;微波辐照下泡沫陶瓷担载镍催化剂上CH_4/CO_2 重整制合成气反应[J];催化学报;2000年06期
8 黄传敬,郑小明,费金华;用不同前驱体制备的Co/SiO_2催化剂的结构及其CO_2/CH_4重整反应性能[J];催化学报;2001年02期
9 余林,袁书华,田久英,王升,储伟;甲烷部分氧化制合成气载体及助剂对Ni系催化剂活性的影响[J];催化学报;2001年04期
10 吴廷华,李少斌,严前古;Ni与Al_2O_3相互作用对甲烷部分氧化制合成气Ni/Al_2O_3催化剂上积炭性能的影响[J];催化学报;2001年05期
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1 徐文媛;龙威;杜瑞焕;李敏;孙世俊;;镍基上CH_4-CO_2重整中[OH]与[O]催化的量化研究[A];第十八届全国稀土催化学术会议论文集[C];2011年
2 李桂英;鲁大学;董淑娟;苑同锁;胡常伟;;利用二氧化碳作氧化剂催化氧化C1-C2烃的研究新进展[A];二氧化碳减排控制技术与资源化利用研讨会论文集[C];2009年
3 徐超;王兴军;胡贤辉;陈雪莉;王辅臣;;镍基催化剂在甲烷化过程中积碳的研究[A];上海市化学化工学会2010年度学术年会论文集[C];2010年
4 张诺伟;黄传敬;高晓晓;翁维正;万惠霖;;甲烷部分氧化制合成气Co/MgO/HZSM-5催化剂的研究[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(上)[C];2007年
5 吴介达;李雄平;韩亮;王彬;;大比表面积铈锆复合氧化物的制备及表征[A];第九届全国稀土化学与湿法冶金学术会议专辑[C];2005年
6 王锐;徐恒泳;李文钊;;CeO_2对CH_4-CO_2重整Ce-Rh/Al_2O_3催化剂抗积碳性能的影响[A];中国化工学会2005年石油化工学术年会论文集[C];2005年
7 于静;常玉红;于宏伟;赵萍;徐显明;;预转化催化剂失活原因的分析[A];第七届全国催化剂制备科学与技术研讨会论文集[C];2009年
8 相会强;刘芬;智艳生;;纳米催化技术在空气污染控制中的应用[A];中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集(一)[C];2005年
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3 高静;流化床中甲烷临氧自然重整的镍基催化剂及反应机理研究(附:甘油选择性催化氧化初探)[D];浙江大学;2009年
4 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
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6 杨志彬;透氧膜反应器焦炉煤气重整制氢催化剂研究[D];上海大学;2011年
7 温存;稀土氧化物催化甲烷催化燃烧反应的研究[D];华东理工大学;2011年
8 冯秋菊;离子液体中以二氧化碳为原料电化学方法合成有机碳酸酯的研究[D];中南大学;2011年
9 钱林平;铑基催化剂上甲烷二氧化碳重整反应的研究[D];复旦大学;2011年
10 曹翌佳;气固反应器中基于声发射信号的故障检测与诊断[D];浙江大学;2010年
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2 胡贤辉;合成气制天然气镍基催化剂的研究[D];华东理工大学;2011年
3 丁方园;CO_2在La_2O_3(001)表面的解离[D];太原理工大学;2011年
4 李彦军;炭基催化体系下CH_4-CO_2重整反应活性的研究[D];西北大学;2011年
5 肖超;介质阻挡放电等离子体法制备甲烷二氧化碳重整反应Ni/SiO_2催化剂的研究[D];大连理工大学;2011年
6 商敏静;二氧化碳加氢合成甲醇催化剂的研究[D];大连理工大学;2011年
7 潘秉荣;甲烷重整镍基催化剂制备及催化性能研究[D];陕西师范大学;2011年
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1 季亚英,李文钊,徐恒泳,陈燕馨,于春英,于丰云;不同前驱物对Ni催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应的影响[J];催化学报;2000年05期
2 吴廷华,李少斌,严前古;Ni与Al_2O_3相互作用对甲烷部分氧化制合成气Ni/Al_2O_3催化剂上积炭性能的影响[J];催化学报;2001年05期
3 史克英,徐恒泳,张桂玲,王玉忠,徐国林,韦永德;天然气-二氧化碳-水蒸气-氧转化制合成气的研究——稀土助剂的作用[J];催化学报;2002年01期
4 李春林,伏义路,卞国柱;不同方法制备的Ni/ZrO_2-CeO_2-Al_2O_3催化剂对CH_4-CO_2重整反应的催化性能[J];催化学报;2003年03期
5 李艳,叶青,魏俊梅,徐柏庆;制备高效稳定CO_2重整甲烷Ni/ZrO_2催化剂的新方法[J];催化学报;2004年04期
6 王玉和,徐柏庆;加压下Ni/MgO催化剂催化CO_2重整CH_4反应的特性[J];催化学报;2005年04期
7 张美丽;季生福;胡林华;银凤翔;李成岳;刘辉;;高稳定性Ni/SBA-15催化剂的结构特征及其对二氧化碳重整甲烷反应的催化性能[J];催化学报;2006年09期
8 王锐;刘雪斌;陈燕馨;李文钊;徐恒泳;;金属-载体相互作用对CH_4/CO_2重整反应中Rh基催化剂抗积炭性能的影响[J];催化学报;2007年10期
9 刘水刚;李军平;赵宁;魏伟;孙予罕;;介孔Ni/CaO-ZrO_2纳米复合物催化甲烷和二氧化碳重整[J];催化学报;2007年11期
10 王磊;曾少华;张丽娟;陈耀强;龚茂初;;La_(0.75)Sr_(0.25)Mn_(1-x)Ni_xO_(3+δ)材料的制备及其催化甲烷部分氧化性能[J];催化学报;2009年03期
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1 尹红梅;铑基催化剂上CO加氢制备C_2含氧化合物的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2003年
2 黄利宏;合成气催化转化制低碳醇用新型催化剂研究[D];四川大学;2006年
3 白凤华;费托合成反应的催化剂制备和性能研究及其对生态环境的影响[D];内蒙古大学;2008年
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1 陈娟荣;Ni-Co双金属催化剂的制备及其在CO_2重整CH_4反应中的催化性能研究[D];南昌大学;2006年
2 陶凯;甲烷二氧化碳重整催化剂制备及反应性能研究[D];大连理工大学;2007年
3 石芳丽;铈锆对甲烷部分氧化制合成气钯催化剂催化性能的影响[D];天津大学;2007年
【二级参考文献】
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1 徐竹生,臧璟龄,张涛;用程序升温氧化技术研究Pt/Al_2O_3催化剂的积炭[J];催化学报;1986年03期
2 吴大新,朱卉,郭慎独;稀土氧化物对镍的分散作用及镍催化剂的甲烷化活性[J];催化学报;1987年02期
3 黄星亮,时其昌,张鎏;轻油水蒸汽转化镍催化剂中助剂氧化镁的作用[J];催化学报;1987年04期
4 刘光明,邱发礼,郭慎独;重稀土助剂改善甲烷水蒸汽转化催化剂抗析炭性能的机理研究[J];催化学报;1990年01期
5 徐金光,孟中岳,陈文峰,陈颂哲;用XPS和EPR研究载Ni丝光沸石的还原态[J];催化学报;1990年03期
6 张涛,臧璟龄,胡爱华,林励吾;锂对于γ-Al_2O_3表面酸中心的调变作用及其积炭性能的影响[J];催化学报;1990年05期
7 胡泽善,张量渠,郭慎独;La_2O_3对天然气蒸汽转化Ni/α-Al_2O_3催化剂性能的影响[J];催化学报;1992年02期
8 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
9 许峥,张鎏,张继炎,赵金保;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[J];催化学报;2000年04期
10 许峥,张鎏,张继炎;Ni/γ-Al_2O_3催化剂上CH_4-CO_2重整体系中积碳消碳的研究[J];催化学报;2001年01期
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1 李基涛,陈明旦,严前古,万惠霖,蔡启瑞;高稳定度CH_4/CO_2重整Ni/MgO催化剂的研究[J];高等学校化学学报;2000年09期
2 黄传敬,郑小明;担载型镍催化剂上CH_4/CO_2重整反应的研究 Ⅱ.添加Co对Ni/Al_2O_3催化剂性能的影响[J];淮北煤师院学报(自然科学版);2000年01期
3 李基涛,陈明旦,张伟德,严前古,万惠霖;载体对镍基催化剂CH_4/CO_2重整制合成气性能的影响[J];分子催化;1999年04期
4 张玉荣;郝代军;赵勇;杨孔章;;重整催化剂Pt/γ-Al_2O_3积炭动力学的研究[J];山东大学学报(理学版);1990年04期
5 于健强,张妍,商永臣,史克英,魏树权,徐恒泳,徐国林;Ni/α-Al_2O_3上CH_4/CO_2重整制取合成气的研究[J];哈尔滨师范大学自然科学学报;1997年04期
6 余长春,沈师孔;Ni/Al_2O_3催化剂上CH_4/CO_2重整反应积碳的研究[J];化学物理学报;1997年03期
7 赵金保,李永丹,田磊,张鎏,JulianR.H.Ross,ArjanN.J.vanKeulen;CH_4/CO_2重整反应中压力的影响[J];化工学报;1999年06期
8 余长春,路勇,刘育,薛锦珍,沈师孔;Ni/Al_2O_3催化剂上CH_4/CO_2重整的脉冲反应研究[J];分子催化;1997年04期
9 黄传敬,王冬杰,费金华,郑小明;载体对负载钴催化剂CH_4/CO_2重整反应的影响[J];应用化学;2000年02期
10 黄传敬,郑小明;担载型镍催化剂上CH_4/CO_2重整反应的研究Ⅰ.CaO-Fe_2O_3双金属氧化物助剂的研究[J];淮北煤师院学报(自然科学版);1999年04期
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