收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

铜镍合金纳米催化剂在甲烷二氧化碳重整方面的应用

吴韬  
【摘要】:社会经济的发展,人口的剧增,对能源的供给提出了更高的要求。虽然我国一直在大力发展风能、核能、太阳能等清洁能源,但是,化石原料对能源的供给,仍是这个社会的长期主题,短时间内难以改变。众所周知,化石原料的消耗会造成大量的二氧化碳排放,引起严重的温室效应。如何有效地利用二氧化碳,成为当下研究的热点。甲烷二氧化碳重整反应可将温室气体二氧化碳和甲烷转换为化工合成中非常重要的化工合成气(一氧化碳和氢气),不仅能保护环境,减轻温室效应,还能形成巨大的经济效益,近年来备受研究者们的关注。 过去的研究表明,镍基催化剂为甲烷二氧化碳重整反应中最为廉价有效的催化剂。但是,镍基催化剂积碳严重、抗烧结能力差等弱点,阻碍了其在工业上的进一步发展。双金属合金催化剂,由于金属原子的协同效应,能够显著改善催化剂的催化性能。已有研究指出,贵金属诸如铂、钯、铑等的掺杂,能够有效提高镍基催化剂在甲烷二氧化碳重整反应中的热稳定性和抗积碳能力。然而,贵金属元素价格昂贵,储量稀少,难以应用到工业化生产中。因此,合成具有良好催化活性和稳定性的双金属催化剂显得尤为重要。 我们成功地合成出两种不同类型的铜镍合金纳米催化剂,并将之应用于甲烷二氧化碳重整反应中,取得了良好的效果。在第一个实验中,我们通过微乳法合成出铜镍二氧化硅核壳包覆结构。通过二氧化硅的包覆,我们解决了铜镍合金纳米颗粒粒径不均一的问题(5-50nm),成功合成出平均粒径为12nm的铜镍合金纳米颗粒。经过催化性能测试,我们发现,适量铜元素的掺杂能够有效抑制反水气反应的发生,提高催化反应效率,并且二氧化硅壳层能够起到阻止纳米颗粒高温烧结的作用,催化剂显示出良好的热稳定性。在第二个实验中,我们通过金属硅酸盐前体,设计出日冕型铜镍二氧化硅负载型催化剂。该催化剂具有金属纳米颗粒粒径小(平均粒径7nm),金属负载量大,比表面积大(400m2/g)等优势,非常适用于甲烷二氧化碳重整催化反应。此外,我们还对其生长机理做了较为深入的分析,发现适量PVP的加入能够有效调控催化剂的形貌。当铜镍之比为1/3时,催化剂拥有最优良的催化活性和稳定性。 综上所述,我们的实验表明,两种类型的铜镍合金催化剂均拥有优异的催化性能,有望在未来成为甲烷二氧化碳重整反应的工业催化剂,创造经济效益,促进化工工业的发展。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 国文;具有良好抗热松弛性的铜镍合金[J];金属功能材料;2000年04期
2 R.弗朗西斯;段淑娥;;温度对70/30铜镍合金在海水中腐蚀的影响[J];国外舰船技术(材料类);1984年09期
3 徐群杰;黄诗俊;;铜镍合金耐蚀性影响的研究进展[J];上海电力学院学报;2007年02期
4 蒋学先;;铜镍合金成份对镍羰化的影响[J];有色金属(冶炼部分);2009年05期
5 周民望;铜镍合金和镍合金中镍的络合滴定[J];热加工工艺;1979年06期
6 崔桂云;铜镍合金在海水中的腐蚀行为[J];材料开发与应用;1987年03期
7 ;文摘[J];环境技术;1992年01期
8 刘东;曹阳;董贤帮;庞玉华;;铜镍合金凝固过程的数值模拟[J];铸造技术;2009年02期
9 ;金属世界[J];有色冶炼;1983年06期
10 陈伯林;;铜镍合金与低碳钢异种金属集合材料的焊接[J];井矿盐技术;1987年03期
11 黄国胜,刘光洲,段东霞,王军;硫酸盐还原菌对铜镍合金腐蚀的影响[J];腐蚀与防护;2004年06期
12 邵会孟,刘代富,王阳;Cu-Ni合金内硼化及其动力学的研究[J];金属热处理学报;1997年04期
13 陈民,王遵敬,过增元;铜镍合金的表面张力温度系数的蒙特卡罗模拟[J];工程热物理学报;2001年03期
14 张建华;;粉末冶金制备铜镍合金的研究[J];中国科技信息;2010年22期
15 本刊编辑部;抗流动海水腐蚀的铜镍合金[J];机械工程材料;1978年03期
16 叶栋林;贾成珠;柴国钧;;高强度铜镍合金焊后热处理裂纹的防止——热处理规范的探讨[J];焊接;1980年01期
17 武恭;;积极创造条件发展铜[J];有色金属(矿山部分);1988年03期
18 刘昌信;压力容器一百问(81)[J];中国井矿盐;1991年01期
19 李进,许兆义,周卫青,杜一立;循环冷却水系统中铜镍合金点腐蚀影响因素分析[J];北京交通大学学报;2005年04期
20 卢尚志;铜镍合金提取的研究[J];新疆有色金属;1994年03期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 朱春霞;曹丽;马玉香;刘岱松;汤成兰;;用丁二酮肟光度法直接测定铜镍合金中镍[A];山东省金属学会理化检验学术委员会理化检验学术交流会论文集[C];2009年
2 孙婷婷;薛建军;李宁;刘峰;;温度对B10铜镍合金在模拟海水中的电化学行为影响[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 尹兵;海洋环境下铜镍合金的微生物附着腐蚀与防护研究[D];中国海洋大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 常钦鹏;地源热泵系统中铜镍合金和不锈钢耐腐蚀性研究[D];中国海洋大学;2014年
2 黄达;铜镍合金纯氧选择性浸出机理及过程的研究[D];兰州理工大学;2009年
3 迟长云;B30铜镍合金在海水中的腐蚀电化学性能研究[D];南京航空航天大学;2009年
4 陈志军;稀土对银铜镍合金组织及性能的影响[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 叶春媛;铜镍合金微球及其聚苯胺基复合材料的合成[D];黑龙江大学;2010年
6 吴韬;铜镍合金纳米催化剂在甲烷二氧化碳重整方面的应用[D];上海交通大学;2014年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 记者 曹祥汉;大口径铜镍合金管通过鉴定[N];中国有色金属报;2006年
2 戴杰;联邦德国惟一金马克[N];中国商报;2007年
3 李运河;浅议苏联纪念币及收藏[N];中华工商时报;2003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
  • 010-62982499
  • 010-62783978