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你知道甲烷与二氧化碳重组反应么

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编辑时间 : 2019-11-05

你知道甲烷与二氧化碳重组反应么


甲烷是一种无色无臭易燃气体,微溶于水,溶于乙醇、乙醚、苯、甲苯。通常甲烷用于标准气,校正气,太阳能电池,非晶硅膜,乙烃、氢气、合成氨、炭黑、甲基化合物、二硫化碳、氢氰酸等的生产原料等。最近有研究利用具有氧空洞的导氧离子材料,氧化钇添加氧化铈(Y10DC)当载体,以含浸法担载活性金属镍及助触媒金属铬製成双金属触媒,进行甲烷气体与二氧化碳重组生成合成气反应(CO2 reforming),并利用TPR、NDIR等来观察触媒表面的一些性质。


TPR结果发现,随著铬的添加将增加镍与氧之间的键结力,使得氧化镍需在更高温才能还原,且添加过多的铬也会覆盖到表面的氧空洞。活性测试的结果发现,具有氧空洞的YDC担体,因为表面氧空洞可以提供二氧化碳的分解,所以在H2/CO方面比一般传统担体如α-氧化铝还佳(越趋近于1);且甲烷易以CHx形式存在于氧化铝的活性位上,不易与氧发生反应,因而造成其较易失活。在不同载体担载Ni-Cr/YDC双金属触媒中发现,铬应为物理性助触媒,并不会增加CH4或CO2;故触媒会因铬添加使得镍活性金属更为分散,进而提高了触媒的初始活性。唯不同之处在于,触媒的载体具高表面积时,会因铬的添加进而增加其抗积碳能力;低表面积时,反而会增加减少触媒的抗积碳能力。此说明属结构敏感性的CO2 reforming触媒反应,活性金属的分散度将会对触媒的抗积碳能力造成影响。

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二氧化碳


另外,在本实验中证实积碳确实是触媒衰退的主要因素,但烧结也是造成失活的因素之一。而由TPO及TEM的结果可发现,触媒表面的碳物种,主要为活性金属镍上甲烷中间物种(CHx),逐渐分解最后会变成石墨状的碳(丝状碳)所得,非CO歧化反应所生成;而且铬的添加并不会使得触媒表面上的CO发生岐化反应而生成胶状碳。


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