MgO添加介孔Ni-MAS-24催化劑的制備,表征及其CH4-CO2重整反應(yīng)性能研究.pdf

1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文MgO添加介孔添加介孔NiMAS24催化劑的制備，催化劑的制備，表征及其表征及其CH4CO2重整反應(yīng)性能研究重整反應(yīng)性能研究PreparationacterizationperfmanceofMgOdopedmesopousNiMAS24catalystsinCH4CO2refmingreaction學(xué)科專業(yè)：化學(xué)研究生：趙銀川指導(dǎo)教師：劉炳泗教授天津大學(xué)理學(xué)院二零一六年五月摘要隨著世界范圍內(nèi)煤炭、原油儲(chǔ)量的銳減，獲

2、取能源的需求日益增強(qiáng)，特別是對(duì)于沒(méi)有相關(guān)技術(shù)以取代能源發(fā)電的國(guó)家；同時(shí)，化石能源的燃燒排放出來(lái)的溫室氣體使得全球變暖的趨勢(shì)逐漸加劇，因此，開(kāi)發(fā)利用環(huán)境友好的新能源成為科學(xué)界以及工業(yè)界最重要的挑戰(zhàn)之一。氫能源以高效、清潔的特點(diǎn)而備受青睞，而由于天然氣（甲烷CH4）具有儲(chǔ)量大，HC比高，燃燒生成CO2少的優(yōu)勢(shì)成為生產(chǎn)氫的優(yōu)良原料。在天然氣轉(zhuǎn)化利用的技術(shù)中，甲烷二氧化碳重整反應(yīng)以其可以同時(shí)減少并有效利用溫室氣體（CH4與CO2）的特點(diǎn)引起了廣

3、泛的研究興趣。本文以含有微孔ZSM5結(jié)構(gòu)的介孔鋁硅材料MAS24作為甲烷二氧化碳重整反應(yīng)催化劑的載體，MAS24通過(guò)ZSM5納米微晶合成，具有強(qiáng)的酸性、大的比表面積以及高的水熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。采用溶膠凝膠法合成了一系列012wt%MgO10wt%NiMAS24催化劑，并通過(guò)X射線衍射（XRD），N2吸附分析（BET），傅里葉紅外（FTIR），H2程序升溫還原（H2TPR），CO2程序升溫脫附（CO2TPD）紫外可見(jiàn)光譜（UVDRS），熱重

4、差熱分析（TGDSC）以及高分辨率透射電鏡(HRTEM)進(jìn)行表征，探究了不同MgO負(fù)載量及不同的反應(yīng)溫度對(duì)甲烷二氧化碳重整催化劑性能的影響。具體操作是在700oC，1atm，CH4CO2=1空速24Lgcat?1h?1條件下對(duì)各個(gè)催化劑CH4CO2重整反應(yīng)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明9wt%MgO10NiMAS24催化劑呈現(xiàn)出最好的反應(yīng)活性及穩(wěn)定性，催化劑上CH4與CO2的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大分別為79%，93%。另外，9wt%MgO10NiMAS

5、24催化劑在800oC條件下60h穩(wěn)定性測(cè)試表明，CO2（99%）的轉(zhuǎn)化率，H2(95%)和CO(99%)的選擇性，積碳率(約為0.3%)幾乎都保持不變，盡管在后30h內(nèi)，CH4轉(zhuǎn)化率從前30h保持不變的的93%降低到83%；這主要是由于Ni活性顆粒通過(guò)MgO與NiO的協(xié)同作用具有高分散性，以及催化劑表面的堿性影響，阻止了CH4CO2重整反應(yīng)過(guò)程中Ni活性顆粒的燒結(jié)及活性位上積碳的生成。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：MgO；ZSM5；MgO10NiMA