论文部分内容阅读
近年来，全球气温上升促使科研人员开展有关CO2处理和利用的研究。CH4-CO2干气重整能够同时将两种温室气体转化成重要的化工原料合成气，尤其适用于富含CO2的天然气而不需要昂贵的分离过程，目前没有工业化的主要原因是没有稳定的抗积碳催化剂。干气重整反应产物中合成气具有较低的CO/H2比，适合于生产高级醇和乙酸等产品，并且可以设计合适的CO2和H2O联合重整工艺来生产具有可调组分的合成气，以满足多样化的下游用途。 通过溶剂热法制备RuxNi007-xMg0.93(OH)(OCH3)中间体，经过直接还原后得到Ru-Ni/MgO催化剂。考评结果表明Ru助剂的引入能够提高单金属Ni基催化剂的稳定性，使其达到与单金属Ru基催化剂相当的水平。TG结果表明Ru助剂能够改变积碳的类型，将只能在O2下气化的顽固型积碳转化成可在CO2气氛下气化的可气化积碳。动力学研究表明Ru助剂提高了决速步骤CH4解离的活化能，从而减缓了积碳沉积速率。单金属Ni和Ru基催化剂是CH4分压的一级反应，CO2分压的零级反应，而双金属Ru-Ni催化剂是CH4分压的一级反应，但是与CO2分压的零级反应存在明显偏差，造成偏差的主要原因是Ru具有很强的亲氧性，在重整反应条件下会引起表面氧覆盖率的变化。使用基于修正的Wigner-Polanyi方程的CO2-TPO技术来研究Ru助剂对催化剂表面积碳气化速率的影响。研究发现Ru助剂提高了积碳气化的活化能，但是由于补偿效应的存在，Ru通过增加指前因子来加快积碳气化速率。在高温以及高CO2分压下有利于催化剂表面积碳的气化。 通过溶剂热法制备Co和Sn双助剂催化剂。动力学研究表明，Co能够降低催化剂活化能，Sn能够提高催化剂的活化能。考评结果表明双助剂催化剂能够提高Ni基催化剂的稳定性。TG分析结果表明Co和Sn双助剂的引入能够同时大幅度降低可气化积碳和顽固型积碳的含量。