【摘 要】
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餐厨废油作为一种废弃生物质,随意排放将造成严重的水污染和土壤污染。二氧化碳是造成温室效应的主要气体之一。若对餐厨废油和二氧化碳加以利用,不仅可以解决环境污染和能源安全问题,还可以进一步缓解温室效应。本文通过催化裂解餐厨废油模型化合物(MWCO)制取氢气和碳纳米管(CNTs)以及通过催化餐厨废油模型化合物的CO2重整制取合成气和碳纳米管,具体研究内容如下:(1)以MWCO为原料制备了活性炭(AC)载
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餐厨废油作为一种废弃生物质,随意排放将造成严重的水污染和土壤污染。二氧化碳是造成温室效应的主要气体之一。若对餐厨废油和二氧化碳加以利用,不仅可以解决环境污染和能源安全问题,还可以进一步缓解温室效应。本文通过催化裂解餐厨废油模型化合物(MWCO)制取氢气和碳纳米管(CNTs)以及通过催化餐厨废油模型化合物的CO2重整制取合成气和碳纳米管,具体研究内容如下:(1)以MWCO为原料制备了活性炭(AC)载体,通过共沉淀法制备了不同镍铜含量的催化剂,用以催化裂解MWCO制取氢气和CNTs。使用ICP–OES、BET、XRD、SEM和TPR对催化剂的结构和性能进行表征。催化裂解反应中考察了不同催化剂、反应温度、进料流速和反应时间对反应的影响。其中,20%Ni–10%Cu/AC催化剂在850℃时显示出最优的催化活性和稳定性,气体产物中氢气的瞬时体积分数高达41.1%。同时发现,Cu本身对催化裂解MWCO催化效果不明显,主要作用是对Ni催化剂活性位点进行了有效的稀释,增加了活性位点与MWCO的接触。通过SEM、TEM、TG和Raman对固体碳产物进行表征分析,结果表明,收集到的固体碳产物主要为具有高纯度和高石墨程度的CNTs。(2)选取金属镍为活性组分,以La2O3为载体,采用共沉淀法制备了10%Ni/La2O3、20%Ni/La2O3、30%Ni/La2O3催化剂,用以催化MWCO的CO2重整制取合成气和CNTs。通过ICP–OES、BET、XRD和TPR表征方法对催化剂的外貌形态、物相、结构和还原性进行了分析。MWCO的CO2重整反应中控制MWCO的进料流速为0.04 m L/min,二氧化碳气体流速为20 m L/min,考察了不同催化剂、反应温度和反应时间对重整反应的影响。其中20%Ni/La2O3催化剂在750℃下表现出高活性和稳定性,气体产物中氢气含量为45.6%,H2/CO值为1.69。对收集到的固体产物进行SEM、TEM、TG和Raman分析,证实了收集到的固体产物中碳产品为具有高纯度和高石墨程度的CNTs。
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