一、甲烷部分氧化制合成气催化剂的研究进展（论文文献综述）
张雨珂[1]（2020）在《基于κ-CeZrO4载氧体甲烷化学链部分氧化制合成气反应特性研究》文中研究说明CH4部分氧化是甲烷的重要转化方式之一,可以充分利用CH4并将其转化为高品质的合成气,从而进一步合成重要化学品和液体燃料。将化学链技术应用于甲烷的部分氧化（POM）被认为是一种对环境影响最小的低成本策略,在化学链甲烷部分氧化（Chemical Looping Partial Oxidation Of Methane,CLPOM）制合成气的技术中,使用载氧体将空气中氧分子储存起来,通过释放的晶格氧代替分子氧,实现甲烷与高价金属氧化物的氧化还原反应,避免了传统甲烷氧化因提供纯氧造成的氧气分离能耗,还可通过载氧体的催化活性降低甲烷氧化反应温度,减少反应过程能耗。本论文对CH4化学链部分氧化关键技术之一-载氧体（Oxygen Carrier,OC）进行了开发设计,旨在基于κ-CeZrO4材料中晶格氧传输速率快,结构稳定等特点,通过添加异源金属活性组分修饰后获得高效功能载氧体。选用共沉淀法合成了κ相的CeZrO4复合氧化物,使用XRD、SEM、H2-TPR、XPS等表征手段,对载氧体的物相、氧化性能和表面性质进行了系统的分析,并对载氧体的供氧、催化活性机理及其与甲烷的反应路径进行了探讨。H2-TPR及H2-TG表征结果表明,其放氧温度（660℃）低,放氧速率（0.438%/min,小于或等于300°C）以及氧恢复能力更快更容易。通过探究负载活性组分对κ相载氧体的晶型、形貌以及还原性能和催化氧化活性的影响,综合考查甲烷转化率及H2/CO结果选取了2wt%的NiO为适宜负载量,NiO的添加可以改变其表面氧物种的分布以及甲烷的吸附活化性能,进一步降低载氧体的释氧温度（345℃）。评价结果显示,添加NiO改性后的Ce基载氧体应用于甲烷化学链部分氧化（CLPOM）反应制备出了高品质合成气,在低至700℃的反应温度下可获得较高的甲烷转化率（52.38%）及合成气选择性（88.44%）,且经过20次的循环实验后仍维持稳定。在以上研究基础上,本文进一步进行了准原位CH4-XPS分析,揭示了CO高选择性的原因,阐明了晶格氧在甲烷部分氧化（CLPOM）反应中的供氧机制,提出了中低温下NiO/κ-CeZrO4部分氧化甲烷体系的反应机理。研究表明,载氧体表面NiO的添加改变了载氧体表面OA（吸附氧）/OL（晶格氧）的相对含量,通过调控氧空位改变元素化学状态及各基元反应在界面处的能垒使中低温下的反应路径发生变化,提高合成气选择性。反应物在NiO与释氧载体的相互作用下,实现了部分氧化制取高品质合成气,获得了较高的甲烷转化率和H2/CO选择性,同时抑制了氧化还原过程中积碳的生成。本研究开发了高稳定高活性的NiO/κ-CeZrO4载氧体,具有较高的储放氧性能,实现了氧替代的同时促进了甲烷部分氧化制合成气生产工艺在中低温下的高效转化,揭示了载氧体中活性组分与释氧载体的相互作用机理,为进一步开发高效、低成本的甲烷制合成气的功能载氧体材料提供了理论借鉴。
谢非[2]（2019）在《煤催化气化过程的实验研究及数值模拟》文中提出合成气作为一种重要的化学反应中间原料气备受关注。以合成气为原料制备的下游产品众多,且经济效益好。因此,探索新型合成气制备方法对合成气的制备有着深远的意义。煤催化气化技术是一项具有前景的新型气化技术,其催化剂可作为气化反应的热载体及载氧体。目前,以煤为主的固体燃料催化气化制备合成气的技术尚处于探索研究阶段,反应器的设计与运行、催化剂的性能、反应器内气固流动特征等方面均有待进一步探究。本文采用实验和数值模拟相结合的方法,对煤催化气化技术进行研究。本文以Fe2O3作为催化剂,以水蒸气作为气化剂,采用流化床反应器对宁东煤的催化气化过程进行小试研究。主要针对氧碳比、水蒸气量、气化温度等操作条件对气化性能的影响进行实验研究。结果表明:当温度为900℃、O/C摩尔比为0.5:1、水蒸气流量为1.8ml/min时,出口合成气含量达到最大值71%,碳转化率为84%;当水蒸气流量为2.2ml/min时,气化效率达到最大值62%。在实验室流化床反应器煤催化气化小试研究的基础上,对该煤催化气化过程进行了数值模拟。按照小试研究的反应器建立了数值化模型,并且建立了化学反应模型:煤炭脱挥发分采用两步竞争反应;煤焦炭气化反应采用有限速率模型;水气转化反应和甲烷化反应采用有限速率/涡耗散模型;Fe2O3催化剂的还原反应采用球缩核（SCM）模型。结果表明:在O/C摩尔比为0.5:1、水蒸气流量为2.2ml/min、气化温度为900℃时,出口合成气含量达到最大值70%,与实验结果对比分析,其误差范围在2%以内。由实验结果与模拟值对比可知:模拟所构建的气固流动与化学反应模型能比较准确的预测流化床燃料反应器中煤催化气化的特性,对实验的研究进行了有效的补充和拓展,为反应器的放大设计和运行参数的优化可以提供有力的技术支持和指导。
马腾[3]（2019）在《Ag掺杂的LCF中空纤维膜反应器的制备及催化甲烷制合成气的应用》文中研究指明随着能源转型已经持续被列入国家规划,甲烷部分氧化（POM）制合成气逐渐成为了人们关注的焦点。然而,如何为甲烷部分氧化制合成气提供高纯度的氧气又是有待解决的一大难题。钙钛矿陶瓷中空纤维透氧膜反应器因其耗能低、分离效率高、特别是将反应与分离耦合的优点受到了研究者广泛的关注。本文使用柠檬酸络合法合成纯钙钛矿氧化物(La0.2Ca0.8)1.01Fe0.95O3-δ（LCF）及(La0.2Ca0.8)1.01Fe0.95O3-δ+0.05Ag（LCFA）复合粉体。采用透射电子显微镜（TEM）对900℃和1250℃分别焙烧3h后的LCFA粉体进行表征,结果发现不同温度焙烧后的Ag仍均匀分布在(La0.2Ca0.8)1.01Fe0.95O3-δ的晶界而无团聚现象。其次使用X射线衍射（XRD）分别对经900℃焙烧后的LCF及LCFA粉体进行分析。结果表明,LCF为纯钙钛矿结构,LCFA为钙钛矿的LCF与金属Ag的复合粉体。分别以自制的LCF与LCFA粉体为原料,采用纺丝法制备了LCF与LCFA中空纤维透氧膜前驱体再通过高温-共烧结进一步处理得到中空纤维透氧膜;将稀释的银浆涂刷到LCF中空纤维膜的外表面得到(La0.2Ca0.8)1.01Fe0.95O3-δ+△Ag（LCF+Ag）。利用扫描电子显微镜（SEM）对LCFA中空纤维膜反应前后的微观形貌进行表征,中空纤维呈现表面致密、截面多孔的结构状态。氧渗透测试表明,当温度为900℃、空气流量为100 mL·min-1、吹扫气He流量90mL·min-1时,LCF、LCFA以及LCF+Ag中空纤维透氧膜的氧渗透通量分别为0.28、0.73、0.30 mL·min-1·cm-2;与LCF相比,LCFA和LCF+Ag的通量分别提高了160%和7%;在相同温度、空气流量为100 mL·min-1、吹扫气组成分别为100%He,50%CO2+50%He及100%CO2时,LCFA中空纤维膜的氧渗透通量分别为0.65、0.54、0.52 mL·min-1·cm-2,氧渗透量随着CO2的增加略有降低。以金属Ni粉、γ-Al2O3以及自制的LaNiO3粉体为原料采用共混法制备了甲烷部分氧化催化剂Ni/LaNiO3/γ-Al2O3,并以一种新的方式（管内填充式）负载到具有较大透氧量的LCFA中空纤维透氧膜内表面,组装成甲烷部分氧化（POM）的中空纤维膜反应器。反应前、后负载了催化剂的LCFA中空纤维膜反应器中,催化剂均以一种蓬松的结构状态紧密结合在LCFA中空纤维膜透氧膜的内壁;经过POM反应后的LCFA中空纤维透氧膜仍为稳定的致密结构;925℃、管外空气流量为100 mL·min-1、管内甲烷流量为45 mL·min-1时,甲烷的转化率为94.3%、CO的选择性高达97.4%反映了该膜反应器具有良好的甲烷部分氧化性能。
柴瑞娟[4]（2018）在《金属Foam/Fiber结构化Ni催化剂及其甲烷部分氧化和甲烷二氧化碳重整制合成气催化性能研究》文中进行了进一步梳理为实现经济发展与环境保护的双赢,我国以煤炭为主的能源消费结构亟待转型。甲烷的化工利用也因此而备受关注。其中,甲烷制合成气是甲烷间接转化过程的首要步骤,该类反应的热效应十分强烈,以传统氧化物为载体的催化剂在实际应用中存在严重的热质传递限制,能耗高、效率低。作为有效的化工过程强化技术,结构化催化剂与反应器能够显着优化催化床层的流体力学行为、提高床层内部传质/传热性能,为用于甲烷制合成气的新型高效催化剂的创制提供了契机。高效的金属Foam/Fiber基体表面催化功能化新方法、新策略的开发及所制催化剂甲烷制合成气催化性能的研究兼具学术意义和应用价值。本论文以具有强化传质/传热、高渗透性的孔结构工程化的整装金属材料为载体,通过化学刻蚀、界面辅助生长及偶联剂辅助一步自组装等表/界面催化功能化的整装结构催化剂制备新策略和新技术,研制了一系列金属Foam/Fiber结构化Ni基催化剂。基于反应器内流动和传递与表界面催化反应的协同耦合,该类催化剂表现出良好的甲烷部分氧化（POM）及甲烷二氧化碳重整（亦称为甲烷干气重整,DRM）制合成气催化性能。具体研究内容包括:（1）整装Ni-foam结构化Ni基催化剂及其甲烷部分氧化制合成气催化性能研究利用化学刻蚀、原位生长、溶胶辅助浸渍等策略,研制了一系列新型整装Ni-foam结构化催化剂,并用于POM反应。实验结果如下:（1）化学刻蚀法所制NiO-Al2O3/Ni-foam催化剂表现出优异的活性与选择性,但在85 h的稳定性测试中,CH4转化率及H2/CO选择性不断下降,归因于大量积炭的产生。（2）通过水热法实现了NiMgAl水滑石（LDHs）在Ni-foam表面的原位生长,NiMgAl-LDHs/Ni-foam衍生NiO-MgO-Al2O3/Ni-foam催化剂中各组分高度分散、Ni物种与MgO-Al2O3相互作用强,且呈现出一定的碱性。该催化剂在700 oC、气时空速（GHSV）为100 L g-1 h-1、CH4/O2=1.8/1.0的条件下,CH4转化率为86.5%,H2/CO选择性可达91.8%/88.0%,且持续运行200 h性能略有下降。（3）以NiAl-LDHs/Ni-foam为载体,经溶胶辅助浸渍、热处理后得到Ni-CeAlO3-Al2O3/Ni-foam催化剂。CeAlO3助剂对催化剂抗积炭性能的提高贡献卓着,推测是Ce3+/Ce4+循环降低了C物种在Ni颗粒表面积聚的可能性,具体验证实验将在（3）中展开。以上结果初步证明整装金属结构化催化剂在POM反应中的可行性;LDHs衍生复合氧化物催化剂各组分高度分散、Ni物种与助剂的相互作用强,利于抗烧结、抗积炭性能的提高;MgO的碱性与Ce3+/Ce4+循环,可显着提高催化剂抗积炭能力;但Ni-foam载体在长时间的POM反应中会逐渐被粉化,使催化剂反应性能下降。（2）整装FeCrAl-fiber结构化NiMgAl-LDHs衍生催化剂及其甲烷部分氧化制合成气催化性能研究以具有高热导率、高渗透率、耐高温和抗氧化性能的FeCr Al-fiber为载体,设计合成了NiMgAl-LDHs/Al2O3/FeCrAl-fiber衍生的Ni O-MgO-Al2O3/FeCrAl-fiber催化剂。基于NaAlO2过饱和溶液中Al（OH）3的自发析出原理,利用结晶自组装的方式在FeCrAl-fiber表面形成Al（OH）3层,热处理后得到锚附Al2O3的Al2O3/FeCrAl-fiber载体。借助Al2O3/水界面辅助策略,水热外延生长NiMgAl-LDHs,热处理即得NiO-MgO-Al2O3/FeCrAl-fiber催化剂。该催化剂结合了LDHs衍生复合氧化物各组分高度分散性与FeCrAl-fiber良好的传质/传热性能及高渗透性,在700 oC、GHSV=72 L g-1 h-1、CH4/O2=1.8/1.0的条件下,持续运行300h性能无明显变化。另外,所采用的Al2O3/水界面辅助策略普适性高,为结构化催化剂的创制提供了新的思路。（3）整装FeCrAl-fiber结构化Ni-CeAlO3-Al2O3催化剂及其甲烷部分氧化制合成气催化性能研究借助Al2O3/水界面辅助策略制备NiAl-LDHs/FeCrAl-fiber,以衍生的NiO-Al2O3/FeCrAl-fiber为载体采用浸渍法引入Ce助剂前驱体,经焙烧、还原后得到Ni-CeAlO3-Al2O3/FeCrAl-fiber催化剂。该催化剂在700 oC、GHSV=72 L g-1 h-1、CH4/O2=2.0/1.0的条件下,持续运行325 h性能无明显变化。其积炭速率为0.15mgcar g-1cat h-1,远低于Ni-Al2O3/FeCrAl-fiber催化剂的积炭速率(1.40 mgcar g-1catat h-1)。研究结果表明:CeAlO3中的Ce3+活化O2或CO2转变为Ce4+,催化剂表面富氧;CH4解离产生的C物种被及时氧化,Ce4+在CH4、H2的作用下被还原恢复到Ce3+,并参与新一轮的Ce3+与Ce4+循环。即Ce3+/Ce4+的不断循环降低了C物种在Ni颗粒表面累积并产生积炭的可能性,提升了催化剂抗积炭性能。（4）整装FeCrAl-fiber结构化NiMgAl-LDHs衍生催化剂及其甲烷二氧化碳重整制合成气催化性能研究对于低GHSV下操作的DRM反应,过量的Ni活性组分及Al2O3酸性位点往往使催化剂易于积炭。因而,（2）中最优POM催化剂并不适用于DRM反应,且难以通过调节（2）中制备条件制得均匀覆盖于FeCrAl-fiber的低含量的Al2O3膜层。针对于此,以NaAlO2与尿素为原料经水热处理制得锚附低含量AlOOH纳米片的AlOOH/FeCrAl-fiber,焙烧后得到Al2O3/FeCrAl-fiber载体。再利用Al2O3/水界面辅助策略制备NiMgAl-LDHs/FeCrAl-fiber衍生的NiO-MgO-Al2O3/FeCrAl-fiber催化剂,并用于DRM反应。基于LDHs衍生复合氧化物均匀的组分分布及FeCrAl-fiber良好的传质/传热性能,该催化剂在800 oC、GHSV=5 L g-1 h-1、CH4/CO2=1.0/1.1的条件下稳定运行90 h,之后的180 h活性缓慢下降。持续缓慢的生炭是催化剂性能下降的主要原因。（5）整装FeCrAl-fiber结构化Ni@SiO2/Al2O3催化剂及其甲烷二氧化碳重整制合成气催化性能研究以AlOOH/FeCrAl-fiber为载体,借助硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）的双向桥联作用,实现了Ni2+、APTES和AlOOH的一步自组装,经热处理获得微纤结构化类核壳Ni@SiO2/Al2O3/FeCrAl-fiber催化剂。基于SiO2壳层的限阈效应、Ni-SiO2之间的强相互作用及FeCrAl-fiber良好的传质/传热性能,该催化剂在800 oC、GHSV=5 L g-1 h-1、CH4/CO2=1.0/1.1的条件下,CH4和CO2转化率分别可达90.8%和89.9%,且稳定运行500 h无失活迹象。反应后Ni@SiO2类核壳结构保存完好,Ni颗粒尺寸仅从还原后的7-9 nm增大到10-16 nm,且未检测到积炭的生成。
赵芝莹[5]（2018）在《抗烧结Rh-Pr6O11/SiO2和Ni-CeO2/SiO2催化剂的制备、表征及其甲烷部分氧化制合成气性能》文中研究说明本文以研究采用简单的浸渍法制备高分散、抗烧结的负载型催化剂为目的,在先前工作的基础上,以乙酰丙酮盐为前驱体制备了 Pd/Al2O3、Rh-LnOn/SiO2（Ln=Gd,Pr,Eu,Nd,Y）和 Ni-CeO2/SiO2催化剂。通过热重分析（TG-DTG）、X-射线粉末衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、BET测试（BET）、H2-程序升温还原（H2-TPR）、高分辨透射电子显微镜（TEM）和X-射线光电子能谱（XPS）等实验技术对催化剂的物相结构、形貌尺寸以及金属与载体、金属与助剂、助剂与载体之间的相互作用进行了表征,并以甲烷部分氧化制合成气（POM）为目标反应对催化剂的高温抗烧结性能进行了考察。主要研究结果如下:（1）以Pd（acac）2为前驱体采用浸渍法制备了一系列不同Pd负载量的Pd/Al2O3样品。研究发现,Pd（acac）2/Al2O3样品在空气中加热至203℃左右发生分解,当Pd的负载量由0.25%增加至5%时,800℃焙烧后的样品上Pd粒径由4.1 nm增长至6.3 nm,并没有像以Pd（acac）2为前驱体制备的Pd/Si02样品那样表现出良好的高分散和抗烧结性能。但当Pd的负载量一定且焙烧温度由400℃升至800℃,Pd粒径并没有明显变化,与之相比,以Pd（NO3）2为前驱体制得的样品抗烧结性能较差。（2）以 Rh（acac）3 和 Ln（acac）3（Ln=Gd,Pr,Eu,Nd,Y）为前驱体,采用共浸渍法,制备了高分散、抗烧结的Rh-LnOn/Si02催化剂。研究表明,0.1%Rh/SiO2-800催化剂经50 h的POM反应后,Rh物种的粒径由2.4 nm增长至3.5 nm。加入LnOn助剂后,Rh物种的分散性及高温抗烧结能力均显着提高,并表现出良好的POM反应性能。0.1%Rh-10%Pr6O11/SiO2-800催化剂经过700℃条件下POM反应120h后,Rh物种的粒径仍小于3 nm。H2-TPR表征显示,向1%Rh/SiO2-800样品中加入Pr6O11助剂后,Rh2O3物种的还原峰温度由118℃升至127℃,说明Pr6O11与Rh2O3之间存在较强的相互作用。（3）以不同铈的化合物为前驱体采用浸渍法制备了一系列CeO2/SiO2样品。发现以Ce（acac）3和Ce（CH3COO）3制备的10%CeO2/SiO2样品具有良好的分散度以及氧化还原稳定性。只要CeO2的负载量不超过10%,以Ce（acac）3制备的CeO2/SiO2样品经过800℃空气焙烧后CeO2的粒径仍可保持在2.5 nm左右。以Ce（NO3）3、CeCl3和柠檬酸制备的10%CeO2/SiO2样品上CeO2的分散性较差。经过循环H2-TPR表征及600℃空气中再氧化后,样品上CeO2的粒径减小,这可能是在H2-TPR表征过程中CeO2被还原,部分Ce3+物种与SiO2载体反应,生成了铈硅酸盐物种,进而促进了CeO2在载体表面的再分散。XPS测试结果表明,与以Ce（NO3）3和CeCl3制备的样品相比,以Ce（acac）3制备的10%CeO2/SiO2样品上Ce3+物种所占的比例最高,高比例的Ce3+物种为样品表面带来更多的氧空位,使得10%CeO2/SiO2-acac样品具有良好的氧化还原性能。以乙酰丙酮盐为前驱体制备的1%Ni/SiO2-acac-800催化剂的POM反应性能优于以硝酸盐、醋酸盐、氯化物和柠檬酸制备的催化剂。向其中加入CeO2后,XRD图中各样品上NiO的晶相衍射峰均有所减弱,催化剂的POM反应性能也相应提高。通过H2-TPR和XPS表征可知,以Ni（acac）2和Ce（acac）3为前驱体采用共浸渍法制备的1%Ni-10%CeO2/SiO2-acac-800催化剂上NiO的还原峰温和Ni 2p3/2的结合能均比1%Ni/SiO2-acac-800催化剂的要高,说明NiO与CeO2之间存在较强的相互作用。
黄侨[6]（2016）在《壁面进气回热型微反应器内甲烷催化部分氧化耦合水蒸气重整制合成气特性的数值研究》文中研究说明随着石油资源的日益减少和石油资源价格上涨,天然气的开发利用日益得到重视。间接转化法目前已成为世界天然气化工的研究重点,通过甲烷催化重整反应将天然气和其他原料气先转化成合成气,再用合成气为原料合成液体燃料或者化工原料。甲烷重整制合成气包括甲烷水蒸气重整（SRM）、甲烷二氧化碳重整（CDR）、甲烷部分氧化（POM）等多种制取合成气的技术方式,这些方法的优势显而易见,但也存在一些缺点。针对目前甲烷催化重整反应中存在的甲烷转化率不高、合成气收率低、能耗高及容易“飞温”失控的问题,本文在常规平板式微反应器的结构基础上提出了一种具有回热及壁面进气结构的平板式微反应器模型。采用回热结构能够对未反应氧气进行预热,较好地控制反应的进度,避免剧烈放热反应带来的“飞温”问题;采用壁面进气结构能增大流场混合扰动,有效促进了甲烷催化重整反应,同时能有效控制反应速度,提高反应过程的安全性。通过数值模拟的方法对该型微反应器的反应通道倾角,壁面小孔的布置列数、半径大小、间距大小、排布方式等结构参数进行了优化设计。对经过优化设计的具有回热和壁面进气结构的渐扩型平板微反应器,进行了甲烷催化部分氧化制合成气特性研究,考察氧气与甲烷摩尔比、进气速度、进气温度、催化剂负载密度等基本操作条件的影响。为了有较高的甲烷转化率、H2和CO的收率和选择性,适宜的O/C选择为0.8。综合不同主入口速度对反应物转化率、产物收率、选择性以及组分质量分数沿流动方向分布的影响,选择主入口速度为0.25m/s。考虑到高温预热进气将大幅增加系统的能耗和后续实验的难度,最适主进气温度选择为800K。在反应系统具有较高的H2收率和CO收率的同时,还需考虑催化剂的制备成本,适宜的催化剂负载密度选取为2.72×10-8kmol/m2。在原料气中添加水蒸气,进行了甲烷催化部分氧化耦合甲烷水蒸气重整制合成气特性的研究,考察了氧气与甲烷摩尔比、水蒸气与甲烷摩尔比、进气速度、进气温度、催化剂负载密度等基本操作条件对反应特性的影响,获得了较优的操作条件。采用甲烷催化部分氧化反应耦合甲烷水蒸气重整反应,能使反应系统达到部分自供热,增大了氢气的选择性和收率,能调节合成气中H2/CO的摩尔比。本文的研究为改进重整制合成气技术提供了进一步的理论依据,具有一定意义和参考价值。
葛庆杰[7]（2016）在《第六章 合成气化学》文中认为6.1前言随着社会技术的进步和经济的发展,能源与环境已成为关乎人类社会能否可持续发展的两大课题。目前世界能源消费结构仍以化石能源为主,社会发展和环境安全之间的矛盾和冲突愈演愈烈,因此,化石能源特别是煤的清洁利用和可再生清洁能
方稳,李家德,余长林[8]（2014）在《稀土在甲烷部分氧化制取合成气中的应用研究》文中指出稀土（La,Ce,Pr,Nd等）通常可以作为催化剂载体、助剂或与其它元素形成固溶体,成为催化剂的重要组成部分.文中系统地介绍了稀土在甲烷部分氧化（CPOM）制取合成气中的相关应用,重点分析了稀土作为催化剂载体、助剂、固溶体等在催化部分氧化制取合成气中的应用,并对其在CPOM中未来前景做出展望.
赵丽娜,王继库[9]（2013）在《天然气能源转化利用工艺研究进展》文中研究表明在叙述国内外甲烷转化利用研究现状及甲烷化工利用的主要途径基础上,分析了甲烷部分氧化制合成气反应的研究现状,阐述了其热力学可行性、催化剂研究、主要途径及反应机理,并探讨了此法制合成气存在的问题。
周晓春[10]（2013）在《载体对钴基催化剂催化甲烷部分氧化制合成气的研究》文中提出甲烷部分氧化制合成气（CO+H2）反应放热温和，且产物H2/CO的摩尔比约为2，非常适合甲醇生产以及合成清洁液体燃料，成为天然气开发的主要途径。本论文以金属Co为催化剂的活性组分，结合热力学模拟分析与实际实验过程，重点考察了载体对钴基催化剂甲烷部分氧化性能的影响。对开发新型催化剂用于甲烷部分氧化制合成气工艺过程有重要的研究意义。首先，运用热力学方法对甲烷部分氧化过程以及催化剂在制备、活化和使用过程进行了热力学模拟研究，发现在700800°C的条件下处于热力学积炭区，积炭发生不可避免。计算结果表明，Co易与Al2O3发生固相反应生成难还原的CoAl2O4，Ti物种也会和Co结合生成CoTiO3。焙烧后的Co/Ce-Ti-Zr催化剂中易保留较多的Co3O4，即Co与三元载体的相互作用较弱。在催化反应过程中，金属钴不会因反应气氛中含有O2而被氧化。反应中Co/Ce-Ti-Zr催化剂的Co物种几乎以单质的形式存在，为形成催化活性中心提供保障。在模拟分析的基础上，初步确立了催化剂制备和使用过程中的相关条件，然后进行实验研究。实验结果表明，单纯商业氧化铝负载Co的催化剂对甲烷部分氧化反应的催化活性很低，但添加碱土金属Sr作为助剂后，催化性能大大提高。原因是Sr能够削弱活性组分与载体的相互作用，但高温下这种削弱作用是有限的，仍然会形成非活性相CoAl2O4，使催化性能降低。虽然柠檬酸法制备的Co/Al-Ti-1催化剂中存在复合氧化物Al2TiO5，对CoTiO3和CoAl2O4同时具有抑制作用，但Co/Al-Ti-1的催化性能仍然低于2Sr-Co/Al。单元载体的催化剂Co/TiO2和Co/ZrO2只是在反应初期活性较好，随着反应的进行，性能逐渐降低，其中前者因非活性相CoTiO3所致，后者则因催化剂表面积炭和物相结构发生改变所致。Co/CeO2的催化性能则相对稳定，但CH4的转化率不高。在Co/Ce-Ti双元载体催化体系中，发现Ce-Ti-O固溶体和复合氧化物CeTi2O6可以同时存在，但两者的热稳定性较差，是导致该催化体系活性不高的重要原因；在Co/Ti-Zr双元载体催化体系中则未发现固溶体，但存在ZrTiO4复合氧化物，Zr的加入可在一定程度上抑制CoTiO3的生成。另外，在催化剂制备过程中，发现络合物对Co/Ti-Zr催化剂也有些影响，其中以聚乙烯醇（PVA）所制备的催化剂的活性明显较低，这是由于Co在其载体上的分散性较差所致。在Co/Ce-Ti-Zr三元载体催化剂体系中，生成的铈锆固溶体，因其存在晶格缺陷带来良好的催化活性，同时该催化剂很稳定。但焙烧温度达到900°C时将引起催化活性的降低，这是由于生成了Co-Zr合金，但在该催化剂中并未发现CoTiO3，可见Ce-Zr组分对其生成具有抑制作用。在载体的酸碱性方面，商业氧化铝和Al-Ti复合载体均有一定的酸性，Ce-Ti、Ti-Zr和Ce-Ti-Zr酸性极弱，近乎偏碱性。研制的偏碱性的三元载体的催化剂Co/Ce-Ti-Zr表现出最佳的催化性能。
二、甲烷部分氧化制合成气催化剂的研究进展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、甲烷部分氧化制合成气催化剂的研究进展（论文提纲范文）
（1）基于κ-CeZrO4载氧体甲烷化学链部分氧化制合成气反应特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 甲烷能源资源的发展趋势 |
| 1.2 甲烷的转化与利用途径 |
| 1.3 甲烷制备合成气的研究现状 |
| 1.3.1 甲烷水蒸气重整 |
| 1.3.2 甲烷二氧化碳重整 |
| 1.3.3 甲烷部分氧化 |
| 1.3.4 甲烷化学链部分氧化 |
| 1.4 甲烷化学链转化制备合成气技术 |
| 1.4.1 化学链技术的产生与发展 |
| 1.4.2 化学链技术的特点及应用 |
| 1.4.3 甲烷化学链转化制合成气技术研究进展 |
| 1.5 研究思路与研究目标 |
| 1.5.1 研究思路 |
| 1.5.2 研究目标 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验试剂及实验设备 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 载氧体的制备过程 |
| 2.3 载氧体的表征与测试方法 |
| 2.3.1 载氧体的表征方法 |
| 2.3.2 载氧体的反应性能测试与评价方法 |
| 第三章 κ-CeZrO_4载氧体的优选 |
| 3.1 载氧体的初选 |
| 3.1.1 载氧体的物相分析 |
| 3.1.2 载氧体的还原性能测试 |
| 3.1.3 载氧体的表面元素分析 |
| 3.1.4 载氧体的热重反应分析 |
| 3.1.5 载氧体反应性能测试 |
| 3.2 不同金属的负载对复合Ce基载氧体的影响 |
| 3.2.1 活性金属的修饰对载氧体晶型的影响 |
| 3.2.2 活性金属的修饰对的载氧体还原性能的影响 |
| 3.2.3 活性金属的修饰对载氧体表面元素化学态的影响 |
| 3.2.4 活性金属的修饰对载氧体反应性能的影响 |
| 3.3 Ni负载量对复合Ce基载氧体的影响 |
| 3.3.1 不同Ni负载量的修饰对载氧体晶型的影响 |
| 3.3.2 不同Ni负载量的修饰对载氧体还原性能的影响 |
| 3.3.3 不同Ni负载量的修饰对载氧体形貌的影响 |
| 3.3.4 不同Ni负载量的修饰对载氧体反应性能的影响 |
| 3.3.5 不同Ni负载量的载氧体反应后形貌分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 κ-CeZrO_4载氧体与CH_4 部分氧化反应性能的研究 |
| 4.1 κ-CeZrO_4载氧体的反应性能测试 |
| 4.1.1 氧烷比的影响 |
| 4.1.2 反应温度的影响 |
| 4.1.3 反应时间的影响 |
| 4.2 κ-CeZrO_4载氧体的循环性能评价 |
| 4.2.1 循环反应前后载氧体物相分析 |
| 4.2.2 循环反应前后载氧体表面元素分析 |
| 4.2.3 循环反应前后载氧体形貌分析 |
| 4.2.4 循环反应性能结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 κ-CeZrO_4载氧体甲烷部分氧化反应机理探究 |
| 5.1 载氧体的准原位XPS分析 |
| 5.2 本章小结 |
| 第六章 κ-CeZrO_4载氧体氧化再生过程研究 |
| 6.1 载氧体CO_2氧化再生过程反应评价 |
| 6.2 载氧体CO_2氧化再生过程晶格氧迁移规律 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 创新点与特色 |
| 7.3 工作展望与不足 |
| 7.3.1 不足 |
| 7.3.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）煤催化气化过程的实验研究及数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 合成气制备技术现状 |
| 1.2.1 天然气为原料的合成气制备技术 |
| 1.2.2 煤为原料的合成气制备技术 |
| 1.3 煤催化气化制备合成气技术 |
| 1.3.1 催化剂研究进展 |
| 1.3.2 煤催化气化实验研究现状 |
| 1.3.3 煤催化气化数值模拟研究现状 |
| 1.4 课题研究内容 |
| 第二章 煤催化气化实验研究 |
| 2.1 样品制备与表征 |
| 2.2 气化过程评价指标 |
| 2.3 实验装置及操作流程 |
| 2.4 实验结果分析与讨论 |
| 2.4.1 各个工况实验结果分析 |
| 2.4.1 工况2样品表征分析 |
| 2.5 参数优化 |
| 2.5.1 O/C摩尔比对制备合成气的影响 |
| 2.5.2 水蒸气流量对制备合成气的影响 |
| 2.5.3 气化温度对制备合成气的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 煤催化气化过程的数值模拟 |
| 3.1 数学模型描述 |
| 3.1.1 控制方程 |
| 3.1.2 化学反应模型 |
| 3.2 模拟对象及数值条件 |
| 3.2.1 模拟对象 |
| 3.2.2 数值求解条件 |
| 3.2.3 边界条件及初始条件 |
| 3.3 结果分析与讨论 |
| 3.3.1 网格独立化研究 |
| 3.3.2 模型验证 |
| 3.3.3 工况2模拟结果分析 |
| 3.3.4 各工况模拟结果示意图 |
| 3.4 实验与模拟结果对比分析 |
| 3.5 工艺参数对煤催化气化的模拟研究 |
| 3.5.1 O/C摩尔比对煤催化气化的影响 |
| 3.5.2 水蒸气流量对煤催化气化的影响 |
| 3.5.3 气化温度对煤催化气化的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 结论与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
（3）Ag掺杂的LCF中空纤维膜反应器的制备及催化甲烷制合成气的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 钙钛矿混合陶瓷透氧膜 |
| 1.1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.2 钙钛矿介绍 |
| 1.1.3 钙钛矿透氧膜的透氧机理 |
| 1.1.4 影响透氧膜传输速率的因素 |
| 1.1.5 钙钛矿透氧膜研究现状 |
| 1.2 钙钛矿陶瓷膜反应器中甲烷催化氧化反应 |
| 1.2.1 甲烷氧化制氢方法 |
| 1.2.2 CH_4部分氧化研究进展 |
| 1.2.3 本论文的研究思路、内容和创新点 |
| 第二章 Ag掺杂的LCF中空纤维膜的制备与表征 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料及设备 |
| 2.2.2 中空纤维陶瓷膜粉体的制备 |
| 2.2.3 中空纤维致密陶瓷膜的制备 |
| 2.2.4 (LCF)中空纤维膜的表面修饰 |
| 2.2.5 空纤维陶瓷膜透氧性能测定 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 LCFA晶体结构及形貌 |
| 2.3.2 LCF和 LCFA中空纤维膜的微观形貌 |
| 2.3.3 温度对LCFA元素分布的影响 |
| 2.3.4 中空纤维陶瓷膜透氧性能 |
| 2.3.5 CO_2气氛下的透氧性能 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 Ag掺杂的LCF中空纤维膜反应器及甲烷部分氧化制合成气 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料及设备 |
| 3.2.2 LaNiO_3粉体的制备 |
| 3.2.3 管内填充式负载POM催化剂 |
| 3.2.4 甲烷部分氧化制合成气 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 未负载催化剂的LCFA中空纤维膜反应器微观形貌 |
| 3.3.2 未负载催化剂的LCFA中空纤维膜催化甲烷部分氧化制合成气性能 |
| 3.3.3 负载催化剂的LCFA中空纤维膜反应器微观形貌 |
| 3.3.4 负载催化剂的LCFA中空纤维膜反应器甲烷部分氧化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 结论与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 存在的问题及展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间公开发表的论文 |
| 致谢 |
（4）金属Foam/Fiber结构化Ni催化剂及其甲烷部分氧化和甲烷二氧化碳重整制合成气催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 甲烷的转化利用 |
| 1.2.1 甲烷的直接转化利用 |
| 1.2.1.1 甲烷氧化偶联 |
| 1.2.1.2 甲烷无氧制乙烯 |
| 1.2.1.3 甲烷直接氧化制甲醇/甲醛 |
| 1.2.1.4 甲烷芳构化 |
| 1.2.2 甲烷的间接转化利用 |
| 1.3 甲烷制合成气研究现状 |
| 1.3.1 甲烷蒸汽重整 |
| 1.3.2 甲烷二氧化碳重整 |
| 1.3.2.1 热力学分析 |
| 1.3.2.2 反应机理研究 |
| 1.3.2.3 催化剂体系 |
| 1.3.3 甲烷部分氧化 |
| 1.3.3.1 热力学分析 |
| 1.3.3.2 反应机理研究 |
| 1.3.3.3 催化剂体系 |
| 1.3.4 甲烷联合重整 |
| 1.3.5 甲烷自热重整 |
| 1.4 甲烷制合成气催化剂的失活及对策 |
| 1.4.1 催化剂失活原因 |
| 1.4.1.1 积炭 |
| 1.4.1.2 烧结 |
| 1.4.1.3 惰性位点的形成 |
| 1.4.2 催化剂失活对策 |
| 1.4.2.1 反应条件优化 |
| 1.4.2.2 催化剂的改进 |
| 1.5 结构化催化剂 |
| 1.5.1 结构化催化剂的构造及基本特征 |
| 1.5.2 结构化催化剂的制备 |
| 1.5.2.1 载体预处理 |
| 1.5.2.2 分散担体的负载 |
| 1.5.2.3 活性组分的负载 |
| 1.5.3 结构化催化剂的应用 |
| 1.5.3.1 挥发性有机物催化燃烧 |
| 1.5.3.2 NO_x的脱除 |
| 1.5.3.3 其他气固催化应用 |
| 1.5.4 甲烷制合成气结构化催化剂 |
| 1.6 研究思路与内容 |
| 第二章 整装Ni-foam结构化Ni基催化剂及其甲烷部分氧化制合成气催化性能研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.1.1 MgO、CeAlO_3的性质及其在甲烷制合成气中的应用 |
| 2.1.1.1 MgO的性质及其在甲烷制合成气中的应用 |
| 2.1.1.2 CeAlO_3的性质及其在甲烷制合成气中的应用 |
| 2.1.2 水滑石的结构、性质及应用 |
| 2.1.2.1 水滑石的结构 |
| 2.1.2.2 水滑石的性质 |
| 2.1.2.3 水滑石的应用 |
| 2.1.3 水滑石在甲烷二氧化碳重整及部分氧化制合成气中的应用 |
| 2.1.4 本章研究目的和思路 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 原料与试剂 |
| 2.2.2 催化剂的制备 |
| 2.2.3 催化剂的表征 |
| 2.2.4 催化剂的评价 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 NiO-MO_x/Ni-foam(M=Al,Zr或Y)催化剂及其甲烷部分氧化制合成气催化性能研究 |
| 2.3.1.1 制备条件及反应条件的影响 |
| 2.3.1.2 优选催化剂的表征 |
| 2.3.1.3 催化剂稳定性及其抗积炭性能 |
| 2.3.1.4 小结 |
| 2.3.2 NiO-MgO-Al_2O_3/Ni-foam催化剂及其甲烷部分氧化制合成气催化性能研究 |
| 2.3.2.1 制备条件与反应条件的影响 |
| 2.3.2.2 优选催化剂的表征 |
| 2.3.2.3 催化剂稳定性及其抗烧结、抗积炭性能 |
| 2.3.3.4 小结 |
| 2.3.3 Ni-CeAlO_3-Al_2O_3/Ni-foam催化剂及其甲烷部分氧化制合成气催化性能研究 |
| 2.3.3.1 制备条件及反应条件的影响 |
| 2.3.3.2 优选催化剂的表征 |
| 2.3.3.3 催化剂稳定性及其抗积炭性能 |
| 2.3.3.4 小结 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 整装FeCrAl-fiber结构化NiMgAl-LDHs衍生催化剂及其甲烷部分氧化制合成气催化性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 原料与试剂 |
| 3.2.2 催化剂的制备 |
| 3.2.3 催化剂的表征与评价 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 催化剂载体的表征 |
| 3.3.2 制备条件及反应条件的影响 |
| 3.3.3 优选催化剂的表征 |
| 3.3.4 催化剂稳定性及其抗烧结、抗积炭性能 |
| 3.3.5 制备策略的普适性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 整装FeCrAl-fiber结构化Ni-CeAlO_3-Al_2O_3催化剂及其甲烷部分氧化制合成气催化性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 原料与试剂 |
| 4.2.2 催化剂的制备 |
| 4.2.3 催化剂的表征与评价 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 制备条件与反应条件的影响 |
| 4.3.2 优选催化剂的表征 |
| 4.3.3 催化剂稳定性及其抗烧结、抗积炭性能 |
| 4.3.4 CeAlO_3作用分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 整装FeCrAl-fiber结构化NiMgAl-LDHs衍生催化剂及其甲烷二氧化碳重整制合成气催化性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 原料与试剂 |
| 5.2.2 催化剂的制备 |
| 5.2.3 催化剂的表征与评价 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 制备条件与反应条件的影响 |
| 5.3.2 优选催化剂的表征 |
| 5.3.3 催化剂稳定性及其抗烧结、抗积炭性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 整装FeCrAl-fiber结构化Ni@SiO_2/Al_2O_3催化剂及其甲烷二氧化碳重整制合成气催化性能研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.1.1 核壳结构催化剂 |
| 6.1.1.1 核壳结构催化剂的特性 |
| 6.1.1.2 核壳结构催化剂的制备 |
| 6.1.1.3 Ni@SiO_2催化剂在甲烷制合成气中的应用 |
| 6.1.2 硅烷偶联剂 |
| 6.1.3 本章研究目的和思路 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 原料与试剂 |
| 6.2.2 催化剂的制备 |
| 6.2.3 催化剂的表征与评价 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 制备条件与反应条件的影响 |
| 6.3.2 优选催化剂的表征 |
| 6.3.3 催化剂稳定性及其抗烧结、抗积炭性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 后续研究建议 |
| 参考文献 |
| 科研成果 |
| 致谢 |
（5）抗烧结Rh-Pr6O11/SiO2和Ni-CeO2/SiO2催化剂的制备、表征及其甲烷部分氧化制合成气性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 纳米催化剂 |
| 1.2.1 纳米催化剂的类型 |
| 1.2.1.1 金属纳米催化剂 |
| 1.2.1.2 过渡金属氧化物纳米催化剂 |
| 1.2.2 纳米催化剂的制备 |
| 1.2.2.1 沉淀法 |
| 1.2.2.2 溶胶-凝胶法 |
| 1.2.2.3 微乳液法 |
| 1.2.2.4 液相化学还原法 |
| 1.2.2.5 浸渍法 |
| 1.3 天然气的利用 |
| 1.3.1 天然气的利用途径 |
| 1.3.2 甲烷部分氧化制合成气(POM) |
| 1.4 论文的构思及研究目的 |
| 1.5 论文的主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 主要实验原料与试剂 |
| 2.2 催化剂的性能评价 |
| 2.3 催化剂的常规表征 |
| 2.3.1 N_2物理吸附(BET)测试 |
| 2.3.2 X-射线粉末衍射(XRD)实验 |
| 2.3.3 程序升温还原(H_2-TPR)实验 |
| 2.3.4 热重分析(TG-DTG) |
| 2.3.5 X-射线光电子能谱(XPS)实验 |
| 2.3.6 高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)表征 |
| 2.3.7 激光拉曼(Raman)光谱表征 |
| 参考文献 |
| 第三章 以Pd(acac)_2为前驱体的Pd/Al_2O_3催化剂的制备和表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 催化剂的制备和标注 |
| 3.2.1 以乙酰丙酮盐为前驱体制备Pd/Al_2O_3催化剂 |
| 3.2.2 以硝酸盐为前驱体制备Pd/Al_2O_3催化剂 |
| 3.3 Pd/Al_2O_3催化剂的物化表征 |
| 3.3.1 BET测试 |
| 3.3.2 TG-DTG表征 |
| 3.3.3 XRD表征 |
| 3.3.4 TEM表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 抗烧结Rh-LnO_n/SiO_2催化剂的制备、表征及其甲烷部分氧化制合成气性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 催化剂的制备和标注 |
| 4.3 Rh/SiO_2催化剂的甲烷部分氧化制合成气反应性能评价 |
| 4.4 Rh-LnO_n/SiO_2催化剂的甲烷部分氧化制合成气反应性能评价 |
| 4.4.1 Rh-Pr_6O_(11)/SiO_2催化剂的POM反应性能评价 |
| 4.4.2 Rh-LnO_n/SiO_2(Ln=Gd,Eu,Nd,Y)催化剂的POM反应性能评价 |
| 4.5 催化剂的物化表征 |
| 4.5.1 XRD表征 |
| 4.5.2 TEM表征 |
| 4.5.3 TG-DTG和H_2-TPR表征 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 不同前驱体制备的Ni-CeO_2/SiO_2催化剂的表征及其甲烷部分氧化制合成气性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 催化剂的制备和标注 |
| 5.2.1 SiO_2载体的预处理 |
| 5.2.2 以乙酰丙酮盐为前驱体制备Ni-CeO_2/SiO_2催化剂 |
| 5.2.3 以硝酸盐和柠檬酸为前驱体制备Ni-CeO_2/SiO_2催化剂 |
| 5.2.4 以其他盐类为前驱体制备Ni-CeO_2/SiO_2催化剂 |
| 5.3 CeO_2/SiO_2样品的物化表征 |
| 5.3.1 BET测试 |
| 5.3.2 H_2-TPR表征 |
| 5.3.3 XRD表征 |
| 5.3.4 Raman表征 |
| 5.3.5 TEM表征 |
| 5.3.6 TG-DTG表征 |
| 5.3.7 XPS表征 |
| 5.4 Ni-CeO_2/SiO_2催化剂的物化表征及其POM反应性能 |
| 5.4.1 BET测试 |
| 5.4.2 XRD表征 |
| 5.4.3 TEM表征 |
| 5.4.4 H_2-TPR表征 |
| 5.4.5 POM反应性能评价 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）壁面进气回热型微反应器内甲烷催化部分氧化耦合水蒸气重整制合成气特性的数值研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 甲烷重整制合成气技术研究现状 |
| 1.2.2 反应器的研究现状 |
| 1.2.3 回热超焓技术的研究现状 |
| 1.2.4 壁面进气技术的研究现状 |
| 1.3 目前研究的不足 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 物理、数学模型及计算方法 |
| 2.1 物理和数学模型 |
| 2.2 反应机理 |
| 2.3 计算方法 |
| 2.4 数值计算验证 |
| 2.4.1 网格无关性验证 |
| 2.4.2 可行性论证 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 微反应器结构对反应的影响及其优化 |
| 3.1 具有回热及壁面进气结构的微反应器与常规平板式微反应器的性能比较 |
| 3.2 微反应器结构对甲烷催化部分氧化反应的影响及其优化设计 |
| 3.2.1 反应通道倾角对甲烷催化部分氧化反应的影响 |
| 3.2.2 壁面小孔的布置列数对甲烷催化部分氧化反应的影响 |
| 3.2.3 壁面小孔的半径大小对甲烷催化部分氧化反应的影响 |
| 3.2.4 壁面小孔的间距大小对甲烷催化部分氧化反应的影响 |
| 3.2.5 壁面小孔的排布方式对甲烷催化部分氧化反应的影响 |
| 3.2.6 最终确定的微反应器结构参数 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 甲烷催化部分氧化制合成气的特性研究 |
| 4.1 不同O/C的影响 |
| 4.1.1 不同O/C对反应物转化率、产物收率及选择性的影响 |
| 4.1.2 不同O/C对组分质量分数在流动方向上变化的影响 |
| 4.2 不同主入口速度的影响 |
| 4.2.1 不同主入口速度对反应物转化率、产物收率及选择性的影响 |
| 4.2.2 不同主入口速度对组分质量分数在流动方向上变化的影响 |
| 4.3 不同进气温度的影响 |
| 4.3.1 不同进气温度对反应物转化率、产物收率及选择性的影响 |
| 4.3.2 不同进气温度对组分质量分数在流动方向上变化的影响 |
| 4.4 不同催化剂负载密度的影响 |
| 4.4.1 不同催化剂负载密度对反应物转化率、产物收率及选择性的影响 |
| 4.4.2 不同催化剂负载密度对组分质量分数在流动方向上变化的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 甲烷催化部分氧化耦合水蒸气重整制合成气的特性研究 |
| 5.1 不同O/C的影响 |
| 5.1.1 不同O/C对反应物转化率、产物收率及选择性的影响 |
| 5.1.2 不同O/C对组分质量分数在流动方向上变化的影响 |
| 5.2 不同W/C的影响 |
| 5.2.1 不同W/C对反应物转化率、产物收率及选择性的影响 |
| 5.2.2 不同W/C对组分质量分数在流动方向上变化的影响 |
| 5.3 不同主入口速度的影响 |
| 5.3.1 不同主入口速度对反应物转化率、产物收率及选择性的影响 |
| 5.3.2 不同主入口速度对组分质量分数在流动方向上变化的影响 |
| 5.4 不同进气温度的影响 |
| 5.5 不同催化剂负载密度的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 本文主要结论 |
| 6.2 后续研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 作者在攻读硕士学位期间撰写及发表的论文与专利目录 |
| B 作者在攻读学位期间参加的科研项目 |
（7）第六章 合成气化学（论文提纲范文）
| 6. 1 前言 |
| 6. 2 合成气中枢[3] |
| 6. 2. 1 合成气中枢的概念 |
| 6. 2. 2 合成气中枢的催化技术 |
| 6. 3 合成气制造 |
| 6. 3. 1 煤气化制合成气 |
| 6. 3. 2 天然气( 含煤层气、页岩气等) 制合成气 |
| 6. 3. 2. 1 甲烷水蒸汽重整制合成气 |
| 6. 3. 2. 2 甲烷- CO2重整制合成气 |
| 6. 3. 2. 3 甲烷部分氧化制合成气 |
| 6. 3. 3 生物质气化制合成气 |
| 6.3.3.1生物质气化基本原理和气化过程 |
| 6. 3. 3. 2 生物质气化过程研究现状 |
| 6. 3. 3. 3 未来生物质气化技术的研究方向 |
| 6. 4 合成气转化利用 |
| 6. 4. 1 合成气转化利用概述 |
| 6. 4. 2 合成气转化制含氧化合物 |
| 6. 4. 2. 1 甲醇 |
| 6. 4. 2. 2 二甲醚 |
| 6. 4. 2. 3 乙醇 |
| 6. 4. 2. 4 低碳醇 |
| 6. 4. 2. 5 乙二醇 |
| 6. 4. 3 合成气转化制烃燃料 |
| 6. 4. 3. 1 合成气直接转化制烃燃料 |
| 6.4.3.2合成气间接转化制烃燃料 |
| 6. 4. 4 合成气转化制低碳烯烃 |
| 6. 4. 4. 1 合成气直接转化制低碳烯烃 |
| 6. 4. 4. 2 合成气间接转化制低碳烯烃 |
| 6. 5 结论和展望 |
（8）稀土在甲烷部分氧化制取合成气中的应用研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 稀土催化剂的工业应用 |
| 2 稀土在POM中的应用研究 |
| 2.1 稀土载体 |
| 2.2 稀土助剂 |
| 2.3 稀土晶格氧催化剂 |
| 3 展望 |
（9）天然气能源转化利用工艺研究进展（论文提纲范文）
| 1 天然气 (主要成分甲烷) 转化利用研究现状 |
| 1.1 国内外甲烷转化利用研究 |
| 1.2 天然气 (主要成分甲烷) 化工利用的主要途径 |
| 1.2.1 直接转化法 |
| 1.2.2 间接转化法 |
| 2 甲烷部分氧化制合成气反应的热力学可行性 |
| 2.1 烷烃部分氧化制合成气反应的催化剂研究 |
| 2.2 甲烷催化转化为合成气的主要途径 |
| 2.3 甲烷部分氧化制合成气反应机理 |
| 2.4 甲烷部分氧化制合成气反应存在的问题 |
| 3 结语 |
（10）载体对钴基催化剂催化甲烷部分氧化制合成气的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 甲烷部分氧化催化剂活性组分的研究 |
| 1.2.1 氧化物催化剂 |
| 1.2.2 负载型金属催化剂 |
| 1.3 新型载体用于甲烷部分氧化制合成气 |
| 1.3.1 钙钛矿型 |
| 1.3.2 水滑石型 |
| 1.3.3 六铝酸盐型 |
| 1.3.4 固溶体和复合氧化物载体 |
| 1.4 甲烷部分氧化的反应机理 |
| 1.4.1 直接氧化机理 |
| 1.4.2 间接氧化机理 |
| 1.5 本论文的研究构想及主要内容 |
| 1.5.1 研究现状及存在的问题 |
| 1.5.2 论文的主要研究内容 |
| 第二章 实验用品及实验方法 |
| 2.1 实验所用仪器与设备 |
| 2.2 试剂及规格 |
| 2.3 催化剂的制备过程 |
| 2.3.1 Sr-Co/Al_2O_3和Co/Al_2O_3-TiO_2催化剂的制备 |
| 2.3.2 Co/Ce_xTiyZr_(1-x-y)O_2催化剂的制备 |
| 2.4 催化剂性能评价与活性计算 |
| 2.5 催化剂的表征 |
| 2.5.1 比表面积测定 |
| 2.5.2 X射线粉末衍射（XRD） |
| 2.5.3 程序升温还原（H2-TPR） |
| 2.5.4 扫面电子显微镜（SEM） |
| 2.5.5 紫外-可见漫反射（UV-Vis DRS） |
| 2.5.6 催化剂积炭定量分析 |
| 2.5.7 程序升温脱附（NH3-TPD） |
| 第三章 甲烷部分氧化及催化剂组成的热力学模拟分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数学模型的建立 |
| 3.3 甲烷部分氧化反应的模拟 |
| 3.4 平衡产物的热力学分析 |
| 3.5 积炭副反应分析 |
| 3.6 催化剂制备及使用过程中的热力学分析 |
| 3.6.1 焙烧过程 |
| 3.6.2 还原过程 |
| 3.6.3 反应过程 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 Sr-Co/Al_2O_3和Co/Al_2O_3-TiO_2催化剂上甲烷部分氧化反应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Sr-Co/Al_2O_3和Co/Al_2O_3-TiO_2催化剂表征 |
| 4.2.1 催化剂的比表面积分析 |
| 4.2.2 催化剂的XRD分析 |
| 4.2.3 催化剂的H_2-TPR表征 |
| 4.2.4 催化剂的UV-Vis DRS表征 |
| 4.2.5 催化剂的NH_3-TPD表征 |
| 4.2.6 催化剂表面的积炭分析 |
| 4.3 Sr-Co/Al_2O_3催化性能测试 |
| 4.3.1 助剂对商业氧化铝负载钴的影响 |
| 4.3.2 Sr含量对催化剂的影响 |
| 4.3.3 焙烧温度对催化剂的影响 |
| 4.3.4 反应物空速的影响 |
| 4.3.5 稳定性测试 |
| 4.4 Co/Al_2O_3-TiO_2催化剂的催化性能 |
| 4.4.1 Al/Ti摩尔比的影响 |
| 4.4.2 焙烧温度的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 Co/Ce_xTi_yZr_(1-x-y)O_2催化剂上甲烷部分氧化反应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 催化剂表征 |
| 5.2.1 催化剂的比表面积分析 |
| 5.2.2 催化剂的XRD表征 |
| 5.2.3 催化剂的TPR表征 |
| 5.2.4 催化剂的形貌分析 |
| 5.2.5 催化剂的积炭分析 |
| 5.2.6 载体的NH_3-TPD表征 |
| 5.3 催化剂的活性测试 |
| 5.3.1 Co/CeO_2-TiO_2 |
| 5.3.2 Co/TiO_2-ZrO_2 |
| 5.3.3 Co/CeO_2-TiO_2-ZrO_2 |
| 5.4 催化剂的稳定性测试 |
| 5.5 反应温度对Co/Ce-Ti-Zr催化性能的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 空白对照实验 |
| 微分热重曲线 |
| 个人简历及硕士期间发表的论文 |
四、甲烷部分氧化制合成气催化剂的研究进展（论文参考文献）
- [1]基于κ-CeZrO4载氧体甲烷化学链部分氧化制合成气反应特性研究[D]. 张雨珂. 太原理工大学, 2020(07)
- [2]煤催化气化过程的实验研究及数值模拟[D]. 谢非. 宁夏大学, 2019(02)
- [3]Ag掺杂的LCF中空纤维膜反应器的制备及催化甲烷制合成气的应用[D]. 马腾. 山东理工大学, 2019(03)
- [4]金属Foam/Fiber结构化Ni催化剂及其甲烷部分氧化和甲烷二氧化碳重整制合成气催化性能研究[D]. 柴瑞娟. 华东师范大学, 2018(12)
- [5]抗烧结Rh-Pr6O11/SiO2和Ni-CeO2/SiO2催化剂的制备、表征及其甲烷部分氧化制合成气性能[D]. 赵芝莹. 厦门大学, 2018(12)
- [6]壁面进气回热型微反应器内甲烷催化部分氧化耦合水蒸气重整制合成气特性的数值研究[D]. 黄侨. 重庆大学, 2016(03)
- [7]第六章 合成气化学[J]. 葛庆杰. 工业催化, 2016(03)
- [8]稀土在甲烷部分氧化制取合成气中的应用研究[J]. 方稳,李家德,余长林. 有色金属科学与工程, 2014(06)
- [9]天然气能源转化利用工艺研究进展[J]. 赵丽娜,王继库. 化学世界, 2013(11)
- [10]载体对钴基催化剂催化甲烷部分氧化制合成气的研究[D]. 周晓春. 江西理工大学, 2013(04)