TaskerⅢ型表面金属氧化详解.ppt

气象色谱（gas chromatography 简称GC） 气相色谱分析技术是一种多组分混合物的分离、分析技术。它主要利用样品中各组分的沸点、极性及吸附系数在色谱柱中的差异,使各组分在色谱柱中得到分离,并对分离的各组分进行定性、定量分析。气相色谱仪以气体作为流动相(载气),当样品被送入进样器并气化后由载气携带进入填充柱或毛细管柱,由于样品中各组分的沸点、极性及吸附系数的差异,各组分得以在柱中分离,然后由接在柱后的检测器根据组分的物理化学特性,将各组分按顺序检测出來,最后通过局域网(或互联网)送至色谱工作站,由色谱工作站将各组分的气相色谱图记录并进行分析从而得到各组分的分析报告。 气象色谱仪 催化剂活性 0.71 0.61 58.5 45.7 46.2 32.6 650 0.68 0.53 46.4 27.7 35.9 19.8 600 0.65 0.49 33.2 15.3 25.7 9.3 550 0.62 0.55 20.4 13.1 16 7.3 500 0.60 0.60 11.0 5.8 5.7 4.3 450 Ni/MgO (111) Ni/MgO (CM) Ni/MgO (111) Ni/MgO (CM) Ni/MgO (111) Ni/MgO (CM) H2/CO Conversion of CO2 (%) Conversion of CH4 (%) Reaction temperature(℃) 不同反应温度下催化剂Ni/MgO(111) 和 Ni/MgO(CM)的催化活性数据 总结 与Ni/MgO(CM)相比，Ni/MgO(111)在甲烷二氧化碳重整反应过程中具有更优越的催化性能，不仅具有高活性而且具有好的稳定性及抗积碳能力，原因如下：(i) MgO(111)表面存在大量的由金属离子/氧离子对中的氧所产生的中等强度碱性位，增强了催化剂吸附和活化CO2的能力，使催化剂的抗积碳能力强；(ii) MgO(111)具有较大的比表面积，使镍的分散度高； (iii) MgO(111)与镍物种的相互作用强，抑制了镍粒子的长大。 目录 甲烷二氧化碳重整反应简介 催化剂介绍 MgO(111)催化剂及其表征介绍 2. 2CH4 - CO2催化重整反应热力学 甲烷二氧化碳重整反应式 CH4+CO2 =2CO+2H2 ΔH0298K ﹦247 kJmol-1 CO2+H2 =CO+H2O ΔH0298K ﹦41 kJmol-1 2CO =CO2+C ΔH0298K ﹦-171 kJmol-1 CH4 =C+2H2 ΔH0298K ﹦75 kJmol-1 强吸热反应 反应最低温度640℃ 2.3重整反应中的积碳问题 积炭是指催化剂活性组分表面形成炭并为其所覆盖,导致活性降低甚至完全失去活性 积炭的发生主要有3个途径:甲院的分解(反应方程式2.1)、CO 的歧化(也称Boudouard反应,反应方程式2.2)及CO的加氢(反应方程式2.3同时,逆水煤气反应(reverse water gas shift reaction (RWGS),反应方程式2.4)也会作为副反应伴随发生,从而对H2/C0比产生一定的影响。 CH→C+2H2 (2.1) 2CO →CO2+C (2.2) CO+H2 →C+H2O (2.3) CO2 +H2 → H2O + CO 从热力学角度看,温度高于645 °C时催化剂活性表面上的积炭主要来自甲焼的分解，而当温度高于701 °C时,CO的歧化反应几乎停止进行 积炭的抑制需要至少满足以下两个条件。(1)金属颗粒小到一定程度。实验发现,6 nm以上的Ni颗粒上就能观察到积炭而在3 mn的Ni颗粒上不会产生积炭。理论研究也表明,当Ni表面的平台面积在2.5 nm以下时,热力学上不利于产生稳定的积 (2)尽量采用碱性载体或添加少量碱金属、碱土金属作为助剂,如碱土金属氧化物(MgO,CaO, SrO或BaO)。 2.4甲烷二氧化碳重整反应的意义 甲烷二氧化碳重整不仅可以综合利用丰富的天然气和二氧化碳资源，同时可以将两种温室气体转化为合成气，可以有效地缓解甲烷、二氧化碳引起的温室效应，减轻大气污染。同时该过程特别适用于富含CO2的天然气田，减少了分离CO2带来的费用。因此，该过程的开发和研究对于缓解能源危机、减少温室气体排放对保护人类的生存环境具有积极意义。 2.1负载型金属催化剂 金属组分负载在载体上的催化剂，用以提高金属组分的分散度和热稳定性，使催化剂有合适的孔结构、形状和机械强度。大多数