一、Selective Catalytic Reduction of NO with Methane（论文文献综述）
周夏[1]（2021）在《钴铁复合修饰镁碱沸石分子筛催化CH4还原NO性能研究》文中提出随着能源加剧消耗,排放的氮氧化物越来越多,世界各国越来越重视NOx对人体的危害以及氮氧化物控制技术。CH4由于是天然气的主要成分,安全易得,因此以CH4为还原剂选择催化还原NO的CH4-SCR技术成为前沿研究热点。目前CH4-SCR的反应活性较低,且存在抗水抗硫性差等问题,因此很难实现工业实际应用。Co-FER在CH4-SCR反应中取得了一定的表现,但是仍存在抗水抗硫性差等缺点。课题组前期研究表明,Fe在低碳烃还原NO实验中表现出了良好的抗水抗硫性。因此,本文用Fe修饰Co-FER制备出Fe/Co-FER催化剂,进行脱硝活性测试,并利用UV-vis、XPS等表征分析催化剂的孔隙特性、酸性分布、反应路径。此外,还进一步研究负载顺序以及运行工况（反应空速反应时间等）对催化剂活性的影响。主要研究成果如下:（1）将适量Fe引入到Co-FER催化剂后,在富氧条件下具有较高的催化CH4还原NO的能力以及抗水抗硫能力。经过适量Fe修饰的Co-FER催化剂能够提高NO转化率、N2选择性以及抗水抗硫性能。0.46Fe/Co-FER在富氧条件下、500°C时,NO转化率达到64.9%、N2选择性达到100%。加入0.02%SO2后,0.46Fe/Co-FER催化剂的NO转化率仍能保持58.5%左右,切断SO2后,NO转化率有所回升,略低于引入SO2前的效率。在加入5%H2O之后0.46Fe/Co-FER催化剂的NO转化率仅下降了15%,并且由H2O导致的催化剂中毒是可逆的。（2）通过对催化剂进行表征,由N2吸附-脱附结果可知,适量的Fe引入到Co-FER,可以有效地增大催化剂的比表面积和孔容,减小催化剂的孔径,且加入少量Fe之后,对Co-FER的结构影响不大。XPS和UV-vis结果表明,0.46Fe/Co-FER含有更多游离态的Fe3+和Fe2O3,而游离态的Fe3+能促进CH4的低温活化,是重要的低温活性物质,且含有更多的Co2+离子,而Co2+是CH4-SCR的活性中心。H2-TPR结果表明,0.46Fe/Co-FER的还原峰所对应的温度更低,说明适当的Co、Fe比可以促使还原峰向低温移动,从而提高了其催化活性。Py-FTIR结果表明,催化剂表面均含有大量的Br（?）nsted酸和Lewis酸,Fe的引入会显着增加催化剂的Br（?）nsted酸含量。因此经过适量Fe修饰的Co-FER能够有效地提高CH4-SCR的催化活性。（3）原位红外实验结果表明,NO在0.46Fe/Co-FER催化剂表面酸性位上形成各种含氮吸附物种（ads）,当加入O2后会促进吸附态的NO氧化,生成更多的含氮吸附物种（ads）。在有氧条件下,CH4在0.46Fe/Co-FER催化剂表面以分子形态以及甲酸盐氧化物等形式存在与催化剂表面。CH4与NO会在催化剂表面不断反应,随着反应温度的升高,不断形成反应中间体,在反应过程中由于Co2+位点上H2O而产生的羟基（[Co-OH]+）,为SCR主要活性位,在此活性位上会形成重要反应中间体Co2+-NCO,随后Co2+-NCO与NO吸附物种和CH4反应形成N2、CO2和H2O。（4）离子交换顺序的改变会对催化剂的脱硝性能产生影响,先负载Co后负载Fe的Fe/Co-FER催化剂具有最佳的脱销性能。在300-600°C反应温度窗口内,三种催化剂的脱硝效率顺序为Fe/Co-FER>Fe&Co-FER>Co/Fe-FER。N2吸附-脱附结果表明,Fe/Co-FER的比表面积更大,平均孔径更小,拥有更多的微孔。H2-TPR的结果表明,Co和Fe负载顺序的不同会导致活性金属在催化剂表面的生成。0.46Fe/Co-FER催化剂在12000h-1空速下脱硝性能最佳,0.46Fe/Co-FER催化剂具有较好的反应稳定性,0.46Fe/Co-FER催化剂在0.1%NO工况下催化性能最佳。
黄莎莎[2]（2021）在《Al-PILC负载双金属Fe-Co的CH4-SCR脱硝研究》文中认为氮氧化物（NOx）作为主要的大气污染物之一,给自然环境造成严重的影响,如光化学烟雾、颗粒物的二次形成等。因此有效控制氮氧化物具有重要的意义。以碳氢化合物为还原剂的选择性催化还原（HC-SCR）NO表现出多方面的优点,近年来受到广泛的关注。研究者们更多地探讨了C2以上的HC的SCR特性。而甲烷作为天然气的主要成分,来源丰富、相对于其他烃类化合物成本低,因此甲烷的选择性催化还原NO（CH4-SCR）更具有实用价值。由于甲烷的碳氢之间的键能较高,活化时需要消耗更多的能量,并且在氧气存在下,甲烷更优先发生燃烧反应,所以探究适用于CH4-SCR的催化剂具有十分重要的意义。在对催化甲烷还原NO具有活性的几种金属中（Pd、Pt、Ga、Co、In等）,Co作为非贵金属用于CH4-SCR脱硝特性研究时具有成本消耗低的优点。柱撑粘土（PILC）具有比表面积大、表面存在Lewis酸和Bronsted酸等特点,是一种良好的催化剂载体。因此本研究结合活性金属Co和柱撑粘土的优良特性,采用超声浸渍法制备铝柱撑粘土负载钴（m Co/Al-PILC）催化剂。实验室前期研究表明,Fe可在HC-SCR中表现出良好的抗水硫性能,为了进一步提高m Co/Al-PILC催化剂的脱硝性能,引入第二种活性金属Fe对其改性。并借助一系列表征技术（XRD、N2吸附脱附等）探讨催化剂在HC-SCR反应中的表面物种的形成、活性金属价态变化、酸性分布等,同时结合先进的原位漫反射傅里叶变化红外光谱技术（DRIFTS）探究反应机制。得到以下研究结果:1、研究了Al-PILC载体负载单金属Co的m Co/Al-PILC的甲烷选择性催化还原NO的脱硝性能。研究表明,合适的Co负载量促进了CH4-SCR反应,当Co负载量为22.4%时,催化剂在600-700℃之间可以保持60%以上的脱硝效果,并在600℃时达到61.5%的最大NO转化率。XRD和N2吸附-脱附表明,经过Al柱撑以后,蒙脱土的层间距变大,说明载体被有效撑开;同时获得了较大的孔容和比表面积,为还原反应提供了大量的活性位点;UV-vis和XPS表征结果表明,催化剂表面形成了促进还原反应发生的活性物种Co O。H2-TPR结果表明,Co O物种的存在增强了催化剂的还原性能在Co O物种的促进下,。Py-FTIR结果表明,催化剂表面形成了Lewis酸和Bronsted酸,为甲烷活化和NO吸附提供活性中心位。2、600℃时,对22.4 Co/Al-PILC催化剂的抗H2O抗SO2性能进行测试,实验结果表明,加入10%H2O,催化剂的脱硝效率急剧下降到36%左右;引入0.02%SO2,NO转化率下降了大约20%。相比于m Co/Al-PILC催化剂,掺杂第二种活性金属Fe改善后的Fe-Co双金属催化剂,具有更好的脱硝性能,还原NO的能力增强,达到100%N2选择性的还原温度降低,催化剂的抗H2O抗SO2性能得到了改善。n Fe-Co/Al-PILC催化剂的脱硝测试表明,0.27 Fe-Co/Al-PILC催化剂在600-700℃达到61.5%以上的NO转化率,且在600℃取得最大NO转化率为63.8%。0.27Fe-Co/Al-PILC催化剂的抗水硫性能测试表明,10%H2O的加入使得0.27Fe-Co/Al-PILC催化剂的脱硝效率下降到56%,且切断水后,脱硝效率基本恢复到初始值;通入0.02%SO2,0.27 Fe-Co/Al-PILC催化剂的脱硝效率仍可保持在57%,断开SO2后,催化剂的NO转化率仍可高达60%。3、双金属催化剂n Fe-Co/Al-PILC的表征技术表明,负载Fe后的催化剂保持了粘土的层状结构,且有较大的比表面积和孔容,可以为NO的吸附和甲烷的活化提供更多反应位。适量的Fe-Co负载量更有利于形成Co2+和游离态的Fe3+,它们是促进催化还原反应的主要物种。H2-TPR表征结果表明,引入Fe后,催化剂的还原温度向低温段偏移同时增强了还原性能。Py-FTIR表征结果表明,Fe的引入,提高了催化剂表面的Lewis酸和Bronsted酸的含量,Lewis酸为CH4和NO反应提供了活性位,在一定程度上促进了催化还原反应的进行。4、采用先进的DRIFTS技术探讨了0.27 Fe-Co/Al-PILC催化剂表面进行的催化CH4还原NO的机理。NO分布在催化剂表面的活性位点上,在O2作用下活化成硝酸盐,同时CH4被活化成甲酸盐;当达到一定温度时,二者可在活性位点发生反应生成异氰酸酯（-NCO）中间体,最后结合NO2等物质反应生成N2。
任翔[3]（2021）在《Fe、Ni掺杂的ZnAl2O4催化还原NO的第一性原理研究》文中研究说明NO是造成空气污染的主要气体分子之一,选择催化还原技术（SCR）是去除NOx的有效手段,其主要机理是还原剂NH3或碳氢化合物（HC）在催化剂的作用下,将NOx催化还原为N2、H2O等。其中尖晶石型氧化物可作为良好的HC-SCR的催化剂,尤其是ZnAl2O4,拥有较好的稳定性与催化性。过渡金属掺杂后将提高其在催化领域的应用,但催化机理还有待进一步研究。本文采用密度泛函理论对Fe、Ni掺杂的ZnAl2O4的催化机理进行研究。首先建立了Fe、Ni掺杂的ZnAl2O4模型,主要研究了（100）面上NO、H2O、CH4、C2H4等分子的吸附性能。并通过分子共吸附、分子动力学、过渡态理论等对其催化机理、催化剂的作用进行了研究。在Fe掺杂ZnAl2O4（100）表面上,CH4和C2H4都不具有良好的吸附性能。碳氢化合物分子与尖晶石催化剂表面尤其是金属位点并不产生相互作用,这与常规SCR反应有所不同。Ni掺杂ZnAl2O4上甲烷与乙烯的吸附性更小,电荷转移量也很少,表明它们的吸附并不是反应的第一步。O2较容易在Fe掺杂的ZnAl2O4（100）表面形成化学键,最强吸附能有-2.23 eV;而Ni掺杂的ZnAl2O4（100）上的吸附能要小一些,一般不到-1 eV。O2双端均与基底金属原子成键的吸附能要更强。H2O在Fe/ZnAl2O4上会产生化学吸附,最强吸附位点是Zn位点。在Ni/ZnAl2O4上作用更强,在Ni掺杂的表面会产生超强的化学吸附,吸附能可达-9eV左右,这可能会影响并占据催化活性位点,发生中毒反应。通过对整个反应的结构计算,发现CH4为还原剂时,Fe/ZnAl2O4与整个反应分子的反应焓为-7 eV左右。负值代表放热,表明热力学上此反应可以发生。以C2H4为还原剂时,反应焓只有一半为-3.45 eV。Ni/ZnAl2O4的CH4-SCR反应焓也为-7.25 eV左右,但C2H4-SCR的反应焓可达-14.32 eV。显示了Fe掺杂的锌铝尖晶石更适合CH4为还原剂反应,而Ni掺杂的基底更适合以C2H4为还原剂。O2与NO共吸附时可以吸收NO的电子,使之更容易氧化。在靠近N端时可以直接和NO生成类硝酸盐结构。裂解成O原子状态同样可以将NO氧化为NO2-或NO3-。这种类硝酸盐结构后续会氧化碳氢化合物,逐渐分解为N2,H2O等产物。CH4在Fe/ZnAl2O4（100）面上难以吸附,也难以分裂脱氢。但O原子的存在可以大大降低其脱氢的势垒,提升CH3在表面的吸附能力,活化甲烷分子可以使之更容易与类硝酸盐发生后续反应。本文探讨了CH4和C2H4在Fe、Ni掺杂的锌铝尖晶石上催化还原NO的过程,了解了反应分子与表面的相互作用,发现了碳氢化合物与NH3为还原剂的不同机理,并探索了O2对反应的促进作用。对理解碳氢化合物在尖晶石上的催化还原过程有着一定指导意义。
石静静[4]（2021）在《TiO2基材料的制备及光催化CO2还原性能的研究》文中研究表明日益增长的化石燃料使用及大量CO2排放,引发了全球能源危机和气候变化。光催化CO2减排是利用太阳能,将其转化为碳氢化合物燃料,具有清洁、经济、环保特点,不仅解决能源危机和环境问题,同时实现了碳循环利用,具有重要的学术意义和应用前景。目前光催化CO2转换效率普遍较差,一方面是由于CO2是碳氧双键构型,结构稳定,导致活化难度大。另一方面,CO2的难以在水中进行溶解,导致其在催化剂上的吸附困难,同时,光催化剂对太阳光利用率低,载流子的传输效率差,复合率高,导致光催化量子效率偏低。因此如何设计高效催化剂达到既能解决光催化面临的科学问题又能提高CO2转换效率,是当前迫切需要解决的瓶颈问题。本文的工作是引入金属作为助催化剂,促进电子转移和增强载流子的分离效率,同时还可以在光照下光催化分解水而产生H质子,提高CO2还原反应活性,更重要的是,金属助催化剂有利于提高目标产物的选择性。论文的主要研究内容如下:（1）通过醇热法,在无模板情况下成功制备了具有核壳结构的TiO2,实现了温和条件下的光催化CO2加氢反应。核壳结构可以促进传质,加快反应,也可通过多重光反射,提高光的利用率。进一步采用浸渍和氢还原获得负载Ni的核壳结构TiO2,Ni在TiO2表面捕获了光生的载流子,在一定程度上阻止了空穴与电子的复合,促使更多的电子到达了催化剂的表面,并且Ni与TiO2接触,有利于电子从TiO2的表面转移到Ni的表面上,进而分布到TiO2表面,这样就会有利于CO2的吸附,不仅提高光催化还原活性,而且提高目标产物甲烷的选择性。（2）以醇热法合成了约5 nm纳米TiO2,特定的量子尺寸效应可以减少光生电子与空穴的复合;同时,大比表面积有利于对服务分子的吸附。负载Ru作为助催化剂,可构建肖特基势垒,有效传输电子,降低电子与空穴的复合,大幅度提高光催化活性,同时,Ru助催化剂也有利于甲烷的生成,从而提高光催化CO2还原反应中对目标产物甲烷的选择性。
秦娅华[5]（2021）在《宽温型C3H6-SCR分子筛催化剂改性制备及其催化性能研究》文中进行了进一步梳理在移动源（机动车）快速发展的同时,其产生尾气中所含氮氧化物导致的环境污染问题也非常突出。因此,如何高效脱除移动源尾气中的氮氧化物是众多研究人员的重点研究对象。经文献调研,选择性催化还原脱除NOx是许多移动源尾气脱硝技术中最佳的一种。大量的C3H6与NOx共存于移动源尾气中,因此以C3H6作为还原剂不仅可以高效脱除NOx,还可以实现烃类污染物的共脱除。分子筛催化剂有许多优点,包括较大的比表面积、较好的催化性能等,因此在SCR反应中被广泛应用。但在常规的制备方法中,常规焙烧需大量的时间成本,且催化剂的高活性操作温度窗口仍存在较窄的问题。因此,本文从通过研制新型分子筛催化剂及其配方,辅以等离子体技术进行增强制备,进而提升活性组分与载体之间的相互作用力,提升催化活性和拓宽高活性操作温度窗口。本文以模拟汽车尾气为研究对象,以C3H6和NO等为原料进行SCR反应脱硝,开发制备以Mn为活性组分的催化剂,利用低温等离子体技术进行增强处理,考察了最优Mn基分子筛催化剂配方的催化性能、稳定性能以及不同等离子体条件增强制备的催化剂对SCR脱硝效果的影响,并采用XPS、TG、SEM、XRD、FT-IR等物理方式定性的分析了催化剂的结构对脱硝性能的影响。实验结果如下所示:（1）通过常规浸渍法结合低温等离子体增强处理合成含有不同的活性组分和助剂金属以及含量的催化剂,并对不同催化剂的催化脱销性能进行测试,筛选优化出最优催化性能的Mn基分子筛催化剂,并通过表征技术对其进行了结构分析。结果表明,10%Mn-5%Zr-2.5%Bi-ZSM-5-p分子筛催化剂在最佳反应温度250℃的NO转化率约为93.8%,操作温度窗口T50为175-460℃;较未掺杂Bi的10%Mn-5%Zr-ZSM-5-p分子筛催化剂而言,NO转化率提升了8.3%,操作温度窗口T50拓宽了30℃;较未掺杂Zr的10%Mn-ZSM-5-p分子筛催化剂而言,NO转化率提升了16.5%,操作温度窗口T50拓宽了40℃。XRD表征表明,掺杂的金属氧化物在分子筛载体表面呈无定形形态,且掺杂之后的催化剂仍保持着ZSM-5的微孔结构。TG表征结果表明掺杂的金属能够改善Mn基分子筛催化剂的热稳定性。SEM表征结果表明,掺杂的金属已成功负载于分子筛载体表面,然其对催化剂的结构仍造成了一定的破坏,使其相对结晶度降低。FT-IR表征结果表明,掺杂的金属存在通过配位键作用方式聚集在ZSM-5周围。XPS分析显示,三种不同催化剂表面的Mn Ox主要以Mn2O3的形式存在,掺杂的助剂增强了各金属组分与ZSM-5的相互作用力。（2）在最优Mn基分子筛催化剂配方的基础上,分别考察了常规浸渍法结合常规焙烧和低温等离子体处理增强制备的Mn基分子筛催化剂在C3H6-SCR中的稳定性能。结果表明,较常规焙烧处理相比,等离子体处理的Mn基分子筛催化剂表现出较优的稳定性能;且随着助剂金属的掺杂,Mn基分子筛催化剂的稳定性能也逐渐提升。（3）通过常规浸渍法分别结合辉光放电等离子体和介质阻挡放电等离子体处理制备最优Mn基分子筛催化剂,并对催化剂进行了SCR脱硝性能的测试。测试结果显示,辉光放电等离子体处理的10%Mn-5%Zr-2.5%Bi-ZSM-5-GD分子筛催化剂在最佳反应温度250℃的NO转化率约为93.8%,操作温度窗口T50为175-460℃;介质阻挡放电等离子体处理的10%Mn-5%Zr-2.5%Bi-ZSM-5-DBD分子筛催化剂在最佳反应温度250℃的NO转化率约为97%,操作温度窗口T50为155-430℃。对DBD处理的催化剂物理分析如下:XRD分析显示,掺杂的金属氧化物主要呈无定型形态,且催化剂仍保持着ZSM-5的MFI结构;TG表征结果表明金属的掺杂能够增强分子筛催化剂的热稳定性;SEM表征结果表明,掺杂的金属大量负载在ZSM-5载体表面,且对ZSM-5晶体结构造成了部分坍塌;FT-IR表征结果表明掺杂金属的催化剂在保持ZSM-5原有的特征骨架峰的同时,其金属物种与ZSM-5分子筛存在配位键合作用致使新特征峰的出现;XPS表征结果表明,催化剂表面的Mn Ox主要以Mn2O3的形式存在,引入助剂增强了各金属组分与ZSM-5的相互作用力;经过DBD方式对催化剂处理后,显着增加了掺杂助剂的催化剂表面晶格氧的数量,减少催化剂表面吸附氧的数量。
王继刚[6]（2020）在《电还原二氧化碳非贵金属基纳米催化剂的表界面调控及机理研究》文中研究说明利用可再生能源,通过电催化还原CO2（CO2RR）制备高附加值的化工原料,可以实现碳的闭环循环,因此受到广泛关注。然而,由于CO2分子的稳定性需要施加更大的负电位才能促进其转化,在较负的电位下会发生严重的析氢反应,从而造成产物选择性的降低,同时大部分催化剂在负电位下是不稳定的。因此,设计具有高选择性、高稳定性的催化剂至关重要。本论文主要围绕设计、制备基于资源丰富、催化效果好的Sn、Cu基催化剂开展工作。具体的研究内容主要包括以下几个方面:（1）首先利用较大表面积的泡沫铜为基底,通过电沉积的方法控制不同的沉积量,进一步通过煅烧制备出具有异质结的Cu3Sn/Cu6Sn5催化剂。分别与煅烧前及纯相合金的性能对比发现,异质结的形成是性能提升的主要原因。在H型电解池中,-1.0 V vs RHE电位下,该催化剂在0.1 M Na HCO3电解液中对甲酸的选择性为82%,其分电流密度为18.9 mA cm-2并且催化剂稳定性能达到42 h。在流动电解池中（1 M KOH）,对甲酸的选择性达到90%以上同时甲酸的分电流密度能达到148 mA cm-2。通过理论计算表明,相比于纯相的Cu3Sn和Cu6Sn5合金,在Cu3Sn/Cu6Sn5异质结界面处更有利于稳定甲酸的中间体,同时对氢表现出适度的吸附,而生成甲酸的过程中需要消耗质子,因此抑制了氢气的析出,进而促进了甲酸的生成。本文制备异质结催化剂并且探究了催化活性与结构之间的关系,为制备一些具有异质结结构的催化剂提供了一些思路。（2）由于一些金属氧化物的活性位点在还原电位下是不稳定的,比如纯相的SnO2会被还原成金属态的Sn,而前期的一些实验及理论计算表明SnO2的催化活性要高于金属Sn。因此,为了在还原电位下保持氧化锡较高的活性,我们通过掺杂亲氧能力更强的金属来稳定氧化锡,即在低温条件下采用一步还原法制备了以金属氧化物In-SnOX为壳,合金In Sn4为核的核壳结构Sn-In合金催化剂。通过性能测试发现该催化剂能够在较宽的电位窗口内（0.7～1.2 V vs RHE,0.1 M KHCO3）实现CO2向甲酸的高效选择性还原（>80%）,其甲酸的分电流密度在-1.1 V vs RHE时达到最大值为34.15 mA cm-2,同时还具有较高的能量效率（61.2%）,并且稳定性能达到58 h。利用流动电解池在碱性条件下测试发现该催化剂对甲酸的选择性都在90%以上,并且在-0.98 V时,甲酸的分电流密度能达到236 mA cm-2。通过原位X射线近边吸收（XANES）、拉曼（Raman）表征技术和DFT理论计算,证明了通过引入金属In能够稳定催化剂表层中的氧,从而使氧化物在还原条件下能够稳定存在,同时还降低了甲酸生成过程中的吉布斯自由能,促进了甲酸的生成。因此本工作通过掺杂来实现了稳定金属氧化物催化剂的目的从而提高催化剂的活性,为怎样在还原电位下保留一些金属氧化物活性中心提供一些思路。（3）在CO2RR反应过程中,CO2还原为甲烷、甲酸等,需要氢质子。然而,在碱性电解液中,氢质子主要来自水的解离。因此,水解离动力学在一定程度上可能会限制CO2RR动力学及产物选择性,所以,怎样活化水分子是非常重要的。首先采用油浴的方法制备出铜纳米线,然后通过不同的有机分子对其进行修饰,通过测试发现,修饰之后的催化剂对CH4的选择性都有了提升,尤其当采用4-二甲氨基吡啶修饰之后,在-0.88V时对甲烷的选择性达到56%并且它的分电流密度为134 mA cm-2。通过对产氢速率及亲水性测试发现,对CH4高选择的原因可能是由于不同有机分子上的取代基的供电子能力的不同会改变吡啶环上氮原子与水分子中氢原子的结合强弱,进而破坏水分子中的H-O键的稳定性,加速水的裂解,从而在催化剂表面会产生大量吸附态的H*,促进了CO*加氢这一步骤的进行,进一步提高了对CH4的选择性。因此本工作采用有机分子修饰催化剂的方法,促进水分子的活化,从而提高对更深层次的C1产物的选择性。本论文工作主要围绕一些无毒、非贵金属催化剂作为研究对象,探究了催化剂结构与CO2还原活性之间的关系、催化剂结构稳定性的问题及如何通过活化水分子提升催化性能。实现了CO2分子向单一产物高效地转变,为以后制备高效稳定的催化剂提供了思路。
任宝锦[7]（2020）在《基于层状双金属氢氧化物构筑镍基催化剂及其催化二氧化碳甲烷化性能研究》文中进行了进一步梳理伴随着人类工业文明的进步,随之产生的环境问题日益凸显。限制二氧化碳排放和寻找新的可再生能源及配套存储技术已经是各国政府的广泛共识。而二氧化碳甲烷化技术是一种使用二氧化碳为载体生成甲烷的能源存储技术,通过把太阳能风能等间歇性清洁能源产生的能量转化为甲烷的化学能来存储。这一技术是众多二氧化碳转化技术中最为成熟的技术路线。而关于二氧化碳甲烷化催化剂的研究虽然已经取得很多进展但是要实现工业化还存在一些问题需要解决。贵金属钌基催化剂相较于其他金属具有更好的活性,但是较高的负载量和高昂的价格限制了其普遍应用,仅适合应用于太空探索等价格不敏感领域。而过渡金属镍拥有仅次于钌的催化活性,但是还存在低温活性不佳,催化剂稳定性差等缺点。所以对镍基催化剂载体优选、合成方法优化、助剂调控以增强其甲烷化性能,达到媲美甚至超越贵金属钌基催化剂的性能具有重要的意义。根据上述研究背景,基于LDHs前体,通过第三种元素的掺杂,改善镍的分散性,调节表面元素化学环境,金属-载体相互作用从而实现高效二氧化碳甲烷化催化剂的制备,并对反应的机理进行探究。具体工作如下:（1）钴修饰的镍基催化剂制备及二氧化碳甲烷化性能研究通过简便快捷的溶剂热法一步合成NiCoAl三元LDHs前驱体,成功的在镍基催化剂中均匀引入钴元素,镍基催化剂的催化活性得到增强。对一系列的钴修饰镍基催化剂进行了性能评价,探究了钴引入量的影响。研究结果表明,钴的引入带来不完全还原的CoOx物种,丰富了催化剂的表面氧缺陷,同时也提高了镍的分散和还原程度,二者分别增强了催化剂的二氧化碳吸附活化能力和加氢能力,并阐明了协调这两种能力的重要性,通过调节合适的镍钴比和还原温度使这两种效应良好的协同,从而提高催化性能,并确定了最佳的镍钴投料摩尔比和还原温度。（2）铝铈复合氧化物负载的镍基催化剂的制备及二氧化碳甲烷化性能研究利用乙二醇特殊的物理化学性质,通过简单的溶剂热法一步合成了镍铝铈三元LDHs前体,通过原位结构拓扑转变制备了系列铝铈复合氧化物负载的镍基催化剂,铈掺杂后的镍基催化剂的低温活性得到显着增强。研究结果表明,通过还原处理催化剂中铈均以Ce3+的形式存在。Ce3+的引入调节了金属-载体相互作用的强度,促进了金属的还原,改变了催化剂表面碱性分布,尤其增强了中等强度碱性位的强度与含量,提高了催化剂二氧化碳活化能力,T50从216℃降低到182℃,发现催化剂表面Ce3+含量与TOF值存在线性关系,这表明Ce3+是促进催化剂甲烷化低温活性的关键影响因素。此外Ni/Al0.8Ce0.2Ox催化剂在55h的稳定性测试中表现出良好的稳定性,这意味其具备了潜在的应用价值,提出了不经CO*的甲酸盐中间体路径的这一可能的反应机理。为二氧化碳甲烷化镍基催化剂开发提供了一条新的思路。
冯凯[8]（2020）在《二氧化碳加氢催化剂的设计及性能研究》文中研究说明全球变暖和能源短缺是人类社会可持续发展面临的两个严峻挑战。以再生能源制备的氢气为还原剂,通过热/光催化过程,将温室气体二氧化碳转化为燃料或化学原料,实现热能/光能向化学能的转换,为同时解决这两个挑战提供了一种可行的方案。目前催化二氧化碳加氢的研究已经取得了许多重要进展,但是依然存在着以下关键科学问题:1)现有光催化二氧化碳加氢体系往往只能利用一小部分太阳光,太阳光利用效率低下,难以实现太阳能向化学能的高效转换;2)二氧化碳加氢反应的产物种类较多,对产物选择性调控机制的认识依然不够清晰,难以实现特定产物的高活性、高选择性制备;3)小尺寸纳米催化剂往往活性较高,但是在高温条件下往往容易发生烧结失活,难以兼顾高活性与高稳定性。针对上述科学问题,本文开展了以下几方面的研究:（1）在第二章中,我们发展了在整个太阳光谱范围内近100%吸收的金属Co等离子体超结构催化剂,大幅提升了太阳光的利用效率,实现了较高的光热催化二氧化碳加氢性能。通过原位X射线吸收谱实验,我们证实了该结构在相同光照条件下能够达到更高的催化剂表面温度。该研究成功将高吸光等离子体超结构材料应用于光催化领域,为太阳能向化学能的高效转换提供了新的思路。此外,这类非贵金属基等离子体超结构材料也有望应用于太阳能海水淡化、环境光催化等领域。（2）在第三章中,我们系统研究了其他金属元素的引入对镍基催化剂Ni/ZrO2二氧化碳加氢产物选择性的影响规律。相比于其他元素,Zn和Cu的引入会导致Ni/ZrO2的CO选择性提高。高分辨XRD和原位近边X射线吸收实验结果表明,Zn的引入导致了 Ni的价态升高,进而改变了催化剂的选择性。我们的研究揭示了反应条件下Ni的价态是影响产物选择性的关键因素,加深了对二氧化碳加氢反应产物选择性调控的认识,为高效催化剂的设计提供了理论指导。（3）在第四章中,我们系统研究了 Ni基催化剂的尺寸对二氧化碳加氢产物选择性的影响规律。研究结果表明,小粒径的Ni颗粒更趋向于氧化态,从而表现出更高的CO选择性,而大粒径的Ni颗粒更趋向于金属态而有利于产生甲烷。通过一系列的程序升温和阶跃响应实验,获得了 CO解离活化能的定量值,并发现了CO解离温度与CO2加氢产物选择性的线性关系,从而揭示了强的CO解离能力是生成CH4的关键因素。该研究完善了 CO束缚能作为CO2加氢选择性通用描述符这一理论,为二氧化碳加氢产物选择性调控提供了理论指导。（4）在第五章中,我们发展了高温氧化分散再还原策略,成功地实现了 Ni颗粒在MgAl2O4载体上的再分散,获得了高稳定性的小粒径Ni催化剂。通过对比实验,我们发现在MgAl2O4和SiO2载体上均可以发生Ni粒子的高温氧化分散行为,但是后续高温再还原过程中,仅MgAl2O4载体不会发生Ni颗粒的烧结长大。Ni与MgAl2O4之间更强的金属载体相互作用可能是抑制小粒径Ni纳米颗粒高温烧结的关键。该催化剂在二氧化碳加氢反应中表现出较高的CO选择性,证实了在反应过程中Ni颗粒更趋向于氧化态。我们的研究为高活性、高稳定性小粒径金属催化剂的制备提供了新的思路。
董新新[9]（2020）在《生物质可燃气变换-甲烷化双功能催化剂设计、性能及放大研究》文中研究说明将分布广泛、产量巨大的生物质资源采用气化方式生产可燃气因为具有清洁高效、操作灵活等优点,已成为我国高速城镇化背景下能源配套的关键组成和补充。然而,初始生物质可燃气中有毒成分CO含量过高且热值偏低,往往需要通过水气变换和甲烷化反应分步进行提质以达到燃气基本标准。本文提出整合的变换-甲烷化反应单元,交叉融合热能工程与化学化工、材料设计等学科知识,按照非均相催化剂“活性组分-助剂-载体”的结构特点,循序渐进地设计适用于生物质可燃气提质的变换-甲烷化双功能催化剂并对其进行性能和放大研究。首先,根据水气变换和甲烷化反应活性组分,采用共浸渍法制备Ni-M（M=Mo、Fe、Co、Mn、Cr）双金属催化剂,并对其进行变换-甲烷化性能考察,遴选出最合适的第二活性金属。初步发现Ni-Mn和Ni-Cr两种催化剂活性组分Ni分散度较高,因此在低H2/CO生物质可燃气变换-甲烷化时CO转化率、CH4选择性及CO2增长率较高。对Ni-Mn和Ni-Cr两种催化剂作进一步比较研究,前者在宽H2/CO和H2O/CO范围内适应性较为出色,且在相同的反应条件下积碳量更低,最终确定Mn作为变换-甲烷化催化剂的第二活性金属。经过Ni-Mn催化后生物质可燃气中的CO含量降至安全值而低位热值只得到小幅提升。使用Materials Studio软件对Ni及Ni-Mn O2表面建模,并对两种表面吸附反应物和生成物分子进行密度泛函理论（DFT）模拟计算以解释Ni-Mn协同作用。Ni-Mn O2表面的空间位阻效应使得变换-甲烷化的反应物及生成物分子趋向于吸附在远离Mn O2分子的hcc位,Ni-Mn O2表面的吸附能较Ni（111）晶面低,从而在微观层面证明了Ni-Mn的协同作用。其次,基于Ni-Mn双金属活性组分,采用共浸渍法和分步浸渍法添加助剂Re,使用微波焙烧和马弗炉焙烧制备催化剂,探究浸渍顺序与焙烧方式对催化活性的影响。使用分步浸渍法和微波焙烧制得的Ni-Mn/Re-Al2O3（MV）具有最优的变换-甲烷化活性。助剂Re从结构效应和电子效应两方面促进催化剂变换-甲烷化反应。分步浸渍法形成了类似Re Ox-Al2O3的复合载体使得Ni具有更大的电子云密度和更强的抗积碳能力。微波焙烧在制备催化剂时能够有效提高金属Ni的分散度。在350°C、H2/CO=0.8和H2O/CO=1的反应条件下,使用Ni-Mn/Re-Al2O3（MV）在110小时稳定性实验中生物质可燃气的CO含量降至安全值且低位热值升至9.71 MJ/Nm3。再次,基于Ni-Mn-Re活性组分-助剂体系,从生产放大节约成本的角度出发,利用包含Mn的水体净化材料—改性锰砂（MMS）作为催化剂载体,采用共浸渍法负载Ni和Re,探究改性试剂（双氧水、氨水、硝酸）对催化活性的影响。使用双氧水改性的锰砂载体制得的Ni-Re/MMS-H2O2具有最优的变换-甲烷化活性。双氧水改性时由于在载体表面产生了位阻效应以及提高了氧空位数量,因此使得催化剂的抗积碳和抗烧结能力增强。助剂Re在宏观结构与微观电子两个维度促进催化剂变换-甲烷化反应。在400°C,H2/CO=0.8和H2O/CO=1的反应条件下,使用Ni-Re/MMS-H2O2催化后生物质可燃气CO含量降至安全值且低位热值可达10.63 MJ/Nm3,符合二类燃气国家标准,凸显其在工业应用的前景。最后,从放大反应装置和催化剂生产的角度出发,对Ni-Re/MMS-H2O2本征动力学和成型进行了试验研究。根据Weisz-Prater判据和Mears判据,当催化剂颗粒粒径为12-14目和反应空速为2000h-1时,变换-甲烷化的内扩散与外扩散效应可认为被消除。采用正交设计法进行25组动力学实验探究变换-甲烷化的反应速率随反应温度、压力与反应气组成的变化关系,并分别由经验模型、协同模型以及独立模型拟合。三种模型中,经验模型对于变换-甲烷化反应拟合度最高,协同模型的平均相对误差在20%左右,独立模型中CO2生成速率的平均相对误差较大。使用挤出装置对催化剂粉末进行实验室规模的挤条成型试制,探索胶黏剂种类、水粉比和胶粉比等必要条件对于催化剂压碎强度的影响。使用CMC和PAM作为胶黏剂的成型催化剂径向、轴向压碎强度均优于PEO;当使用CMC作为胶黏剂时,水粉比和胶粉比均存在最优值。水和胶黏剂添加过少时催化剂泥料粘度不足导致紧密程度下降进而产生断裂现象;水和胶黏剂添加过多则会出现“抱杆”、挤条相互粘结等现象;过多的胶黏剂在焙烧过程中产生的大量空隙也会进一步降低催化剂的机械强度。使用三种胶黏剂成型的催化剂变换-甲烷化性能由高到低为PEO≈CMC>PAM,但PEO粉化现象严重,PAM成型后比表面积较低。
杨菲菲[10]（2019）在《Ni基催化剂催化气相间甲酚加氢脱氧研究》文中认为开发利用生物质资源是解决当前以石油为主的能源枯竭以及环境污染问题的一个重要途径。木质素生物质快速热解得到的生物原油改性后有望取代石油来提供燃料和生产高附加值化学品。生物原油的主要成分为酚类化学物,催化加氢脱氧是改性生物原油的有效手段,近年来备受关注。目前,加氢脱氧体系通常采用模型化合物,如苯酚,苯甲醚等含有-OH或-OCH3代表性官能团的化合物为基底来筛选催化剂和研究反应机理。目前大部分研究是基于贵金属相关的催化剂,且该催化体系中的活性位构效关系和反应机理等也缺乏直接的实验证据。本论文侧重于开发高效的非贵金属Ni基催化剂,以间甲酚为模型化合物,从加氢脱氧反应的结构敏感性出发来研究反应机理、构效关系以及高效活性位构建等,对Ni基催化剂加氢脱氧进行了较为系统的研究。本论文首先研究了间甲酚加氢脱氧反应的结构敏感性。金属颗粒尺寸不同导致表面活性位点组成不同,即平面位、台阶位、顶点位等。这些不同的表面位点具有不同的化学环境,因此可能对反应物的吸附、脱附,化学键的断裂和成键有不同的影响,从而影响催化性能。本研究以Ni/SiO2催化剂为研究对象,调控了Ni颗粒的尺寸,分别为2,5,10,22 nm。表征发现Ni粒径越小,表面缺陷位越多,平面位越少。在300℃,1 atm H2反应条件下,间甲酚在Ni/SiO2上的转化存在三条平行的反应路径,分别为:直接脱氧生成甲苯,苯环加氢生成3-甲基环己醇和3-甲基环己醇,以及C-C氢解生成甲烷和苯酚。减小Ni粒径极大的促进了间甲酚的转化和脱氧生成甲苯,且显着的抑制了C-C断键生成甲烷。结合DFT计算发现苯酚在有缺陷位的Ni表面吸附更强,且缺陷位有利于稳定苯酚C-O断键的中间体,降低C-O断键的活化能,从而促进脱氧的进行。而平面位则有利于C-C断键中间体的形成,导致颗粒大的Ni表面C-C氢解副反应严重。这说明减小Ni粒径是有效的提升Ni基催化剂加氢脱氧性能的方法。以此为基础,结合层状硅酸镍的特性,研究了层状硅酸镍的加氢脱氧性能。该结构在还原后能得到高分散且均匀的Ni/SiO2催化剂,与普通浸渍法相比间甲酚转化的活性和选择性都有很大的提升。减小Ni粒径能够显着的促进直接脱氧生成甲苯,但是即使Ni粒径减小至2 nm,C-O断键的活化能垒仍高达123 k J/mol。结合DFT发现其根本原因可能在于苯酚中的O与Ni表面排斥,使得C-O断键变得非常困难。本论文中引入了亲氧性助剂Re来调节Ni/SiO2的性能。表征发现Ni-Re在还原后形成了Ni Re合金且伴随电子从Ni偏向Re。DFT计算发现在Ni Re合金的表面,苯酚中的O可以与Re成键,而苯环吸附在Ni表面。这一吸附方式使C-O键变长,弱化了C-O键能,使C-O断键的能垒进一步降低至96 k J/mol。在反应上也观察到双金属Ni Re/SiO2催化间甲酚转化的活性和甲苯的选择性都远高于单金属Ni/SiO2。另一方面,Ni Re/SiO2上的副反应C-C氢解也被显着抑制了,这是因为Re的引入使Ni表面的几何尺寸变小,且Ni的电子密度偏低,这不仅抑制了C-C氢解中间体的生成,也有利于生成的芳烃产物脱附,避免其后续氢解。随后,在Ni/SiO2和Ni Re/SiO2催化剂上深入的研究了间甲酚转化的反应路径。通过对比一系列中间产物的转化推演出间甲酚转化的反应网络图。研究发现C-C氢解反应与反应物有关,仅分子中含有苯环和苯环上连着的-CH3能发生C-C氢解反应,反应速率的规律为:苯>>甲苯>间甲酚。这说明间甲酚脱氧或脱甲基生成的甲苯或苯酚会加速C-C氢解生成甲烷,导致了Ni/SiO2催化剂上甲烷的选择性非常高。尤其当反应温度较高时,甲烷的选择性几乎为100%。引入Re后,形成表面Ni Re合金,调节了Ni表面的几何尺寸和电子密度,显着抑制了甲烷的产生,使得Ni Re/SiO2在高温下也保持较高的甲苯选择性。以上的研究对间甲酚的转化和活性位有了较深入的了解,但无论是减小Ni粒径提高表面缺陷位的组成还是形成表面Ni Re合金位点,C-C氢解副反应仍不能得到100%的抑制。这就导致了C的损失,且甲烷为温室效应气体,需要进一步优化活性位点来控制这一副反应。本研究中发现Mo Ox修饰的Ni表面能够完全抑制C-C氢解副反应,即使反应温度高达350℃。表征发现Ni与Mo在焙烧后生成了Ni Mo O4前驱体,该前驱体还原后形成金属Ni团簇,粒径为2-3 nm,Mo Ox偏析至Ni表面,在几何结构和化学性质上修饰了Ni表面。Ni-Mo Ox的协同作用使得该活性位在250-350℃都能高效的催化间甲酚直接脱氧生成甲苯,且抑制了Ni的本征催化特性,即低温下催化苯环加氢,和高温下催化C-C氢解。W改性的Ni/SiO2催化剂具有与Ni Mo双金属相似的催化性能,但Ni W双金属的结构与Ni Mo完全不同。Ni W催化剂在500℃焙烧后没有生成Ni WO4,而是形成（Ni-O）2-W（=O）2结构。该结构在500℃还原后形成表面Ni W合金和W3O,伴随着电子从Ni偏向W。Ni W合金和Ni-WOx界面都是高效脱氧的活性位点。采用共浸渍法并调节W/Ni摩尔比为1能够使得Ni-W相互作用最大化,脱氧活性最高,同时完全抑制甲烷的产生。此外,高温750℃焙烧后可形成Ni WO4结构,但其活性与500℃焙烧时相同。
二、Selective Catalytic Reduction of NO with Methane（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Selective Catalytic Reduction of NO with Methane（论文提纲范文）
（1）钴铁复合修饰镁碱沸石分子筛催化CH4还原NO性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 氮氧化物NO_x的产生与危害 |
| 1.1.1 氮氧化物NO_x的产生 |
| 1.1.2 氮氧化物NO_x的危害 |
| 1.2 脱除NO_x技术研究现状 |
| 1.2.1 氨选择性催化还原NO_x(NH_3-SCR) |
| 1.2.2 三效催化剂(TWC)去除NO_x |
| 1.2.3 烃类选择性催化还原NO_xHCSCR3 |
| 1.2.3.1 贵金属类催化剂 |
| 1.2.3.2 分子筛类催化剂 |
| 1.2.3.3 金属氧化物类催化剂 |
| 1.3 分子筛催化剂在CH_4-SCR 中的研究现状 |
| 1.3.1 Co系分子筛催化剂在CH_4-SCR中的研究 |
| 1.3.2 其他金属负载于分子筛在CH_4-SCR中的研究 |
| 1.3.3 分子筛类催化剂的改性研究 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验药品与试剂 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 催化剂制备 |
| 2.3.1 NH_4-FER的制备 |
| 2.3.2 xFe/Co-FER的制备 |
| 2.3.3 Co/Fe-FER的制备 |
| 2.3.4 Fe&Co-FER的制备 |
| 2.4 催化剂的活性测试 |
| 2.5 催化剂的表征 |
| 2.5.1 UV-vis |
| 2.5.2 N_2吸附-脱附 |
| 2.5.3 XPS |
| 2.5.4 H_2-TPR |
| 2.5.5 Py-FTIR |
| 2.5.6 原位in-situ DRIFTS |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 Fe/Co-FER在 CH_4-SCR中的作用研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Fe/Co-FER催化剂活性测试与表征结果分析 |
| 3.2.1 催化剂CH_4-SCR活性评价 |
| 3.2.2 SO_2和H_2O对催化剂的影响 |
| 3.2.3 N_2吸附-脱附表征 |
| 3.2.4 UV-vis表征 |
| 3.2.5 H_2-TPR表征 |
| 3.2.6 XPS表征 |
| 3.2.7 吡啶吸附红外光谱 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 Fe/Co-FER催化剂的原位红外光谱研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 原位红外实验研究 |
| 4.2.1 实验方法 |
| 4.2.2 NO和 NO+O_2在0.46Fe/Co-FER催化剂表面吸附 |
| 4.2.3 CH_4和CH_4+O_2在0.46Fe/Co-FER催化剂表面吸附 |
| 4.2.4 CH_4+NO+O_2在0.46Fe/Co-FER催化剂表面吸附 |
| 4.3 0.46Fe/Co-FER催化剂表面CH_4-SCR反应路径 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 制备工艺和运行参数对催化剂活性的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 制备过程对催化剂CH_4-SCR活性的影响 |
| 5.2.1 催化剂CH_4-SCR活性评价 |
| 5.2.2 N_2吸附-脱附 |
| 5.2.3 H_2-TPR表征 |
| 5.3 运行工况对催化剂CH_4-SCR活性的影响 |
| 5.3.1 反应空速对0.46Fe/Co-FER催化剂CH_4-SCR活性的影响 |
| 5.3.2 反应空速对0.46Fe/Co-FER催化剂CH_4-SCR活性的影响 |
| 5.3.3 反应空速对0.46Fe/Co-FER催化剂CH_4-SCR活性的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究成果 |
| 6.2 研究创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（2）Al-PILC负载双金属Fe-Co的CH4-SCR脱硝研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 有效控制氮氧化物(NO_x)的方法 |
| 1.2.1 NH_3选择性催化还原NO_x(NH_3-SCR) |
| 1.2.2 三效催化剂(TWC) |
| 1.2.3 HC选择性催化还原 NO_x(HC-SCR) |
| 1.3 CH_4-SCR研究现状 |
| 1.3.1 CH_4-SCR系统中的Co负载型催化剂 |
| 1.3.2 CH_4-SCR系统中的其他金属负载型催化剂 |
| 1.4 研究内容及方法 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 实验系统 |
| 2.1 实验试剂与设备 |
| 2.1.1 化学试剂 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 m Co/Al-PILC、n Fe-Co/Al-PILC的制备 |
| 2.2.1 载体的制备 |
| 2.2.2 负载型催化剂的制备 |
| 2.3 催化剂脱硝性能测试 |
| 2.4 催化剂的表征技术 |
| 2.4.1 ICP表征 |
| 2.4.2 X射线衍射(XRD)表征 |
| 2.4.3 紫外-可见分光光度(UV-vis)表征 |
| 2.4.4 X射线光电子能谱技术(XPS)表征 |
| 2.4.5 程序升温还原(H_2-TPR)表征 |
| 2.4.6 N_2吸附-脱附表征 |
| 2.4.7 吡啶吸附红外(Py-FTIR)表征 |
| 2.4.8 原位漫反射傅里叶变换红外光谱表征(in situ DRIFTS) |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 m Co/Al-PILC的 CH_4-SCR脱硝性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 m Co/Al-PILC催化剂的脱硝性能测试及基础物化性质 |
| 3.2.1 m Co/Al-PILC的活性测试 |
| 3.2.2 H_2O和SO_2对22.4 Co/Al-PILC催化剂脱硝性能的影响 |
| 3.2.3 催化剂物相的XRD表征结果 |
| 3.2.4 催化剂元素价态的UV-vis表征结果 |
| 3.2.5 催化剂表面组分的XPS表征结果 |
| 3.2.6 催化剂微观结构的N_2吸附-脱附表征结果 |
| 3.2.7 催化剂还原特性的H_2-TPR表征结果 |
| 3.2.8 催化剂表面酸性的Py-FTIR表征 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 n Fe-Co/Al-PILC的CH_4-SCR脱硝性能 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 n Fe-Co/Al-PILC催化剂的脱硝性能测试及基础物化性质 |
| 4.2.1 CH_4-SCR脱硝测试 |
| 4.2.2 H_2O和SO_2对0.27 Fe-Co/Al-PILC催化剂脱硝性能的影响 |
| 4.2.3 催化剂物相的XRD表征结果 |
| 4.2.4 催化剂元素价态的UV-vis表征结果 |
| 4.2.5 催化剂表面组分的XPS表征结果 |
| 4.2.6 催化剂微观结构的N_2吸附-脱附表征结果 |
| 4.2.7 催化剂还原特性的H_2-TPR表征结果 |
| 4.2.8 催化剂表面酸性的Py-FTIR表征结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 催化剂的CH_4-SCR反应机制 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 DRIFTS实验结果分析 |
| 5.2.1 实验方法 |
| 5.2.2 0.27Fe-Co/Al-PILC表面NO和NO+O_2的分布 |
| 5.2.3 0.27Fe-Co/Al-PILC表面CH_4和CH_4+O_2的分布 |
| 5.2.4 0.27Fe-Co/Al-PILC表面NO+CH_4+O_2的分布 |
| 5.3 反应机理研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 研究创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（3）Fe、Ni掺杂的ZnAl2O4催化还原NO的第一性原理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 氮氧化物的产生与危害 |
| 1.2 氮氧化物的脱除 |
| 1.2.1 选择性非催化还原法 |
| 1.2.2 选择催化还原 |
| 1.3 催化剂 |
| 1.3.1 贵金属催化剂 |
| 1.3.2 .分子筛型催化剂 |
| 1.3.3 .碳基催化剂 |
| 1.3.4 .金属氧化物催化剂 |
| 1.4 选择催化还原的研究进展 |
| 1.4.1 氨气选择催化还原的研究 |
| 1.4.2 碳氢化合物选择催化还原的研究 |
| 1.5 .理论计算在选择催化还原中的应用 |
| 1.5.1 分子吸附过程的研究 |
| 1.5.2 碳氢化合物催化还原的机理探究 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 1.6.1 选题依据与意义 |
| 1.6.2 研究方案与内容 |
| 第二章 理论计算方法 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 密度泛函理论 |
| 2.3 Materials Studio |
| 2.4 交换关联能 |
| 2.4.1 局域密度近似 |
| 2.4.2 广义梯度近似 |
| 第三章 Fe掺杂ZnAl_2O_4(100)面NO的 HC-SCR机理研究 |
| 3.1 计算结构与方法 |
| 3.1.1 计算方法 |
| 3.1.2 结构模型 |
| 3.2 温度对NO吸附的影响 |
| 3.3 CH_4、C_2H_4在表面的吸附性能 |
| 3.3.1 甲烷的吸附性能 |
| 3.3.2 乙烯分子的吸附性能 |
| 3.4 O_2与H_2O的吸附性能 |
| 3.4.1 氧气的吸附 |
| 3.4.2 水分子的吸附 |
| 3.5 整个反应的能量变化 |
| 3.6 NO与 CH_4的活化 |
| 3.6.1 NO的氧化活化 |
| 3.6.2 CH_4的活化分解 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 Ni掺杂ZnAl_2O_4(100)面NO的 HC-SCR机理研究 |
| 4.1 Ni掺杂ZnAl_2O_4的晶胞及表面模型 |
| 4.1.1 计算方法与晶胞模型 |
| 4.1.2 Ni掺杂ZnAl_2O_4的(100)表面模型 |
| 4.2 CH_4、C_2H_4和H_2O在 Ni/ZnAl_2O_4(100)面的吸附性能 |
| 4.2.1 甲烷的吸附性能 |
| 4.2.2 乙烯的吸附性能 |
| 4.2.3 H_2O分子的吸附 |
| 4.3 NO、NO_2和O_2在Ni/ZnAl_2O_4(100)面的吸附性能 |
| 4.3.1 NO的吸附性能 |
| 4.3.2 NO_2的吸附性能 |
| 4.3.3 O_2的吸附性能 |
| 4.4 整个反应的能量变化 |
| 4.5 O_2与NO的共吸附作用 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间的学术成果 |
（4）TiO2基材料的制备及光催化CO2还原性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 光催化技术概述 |
| 1.2.1 光催化机理 |
| 1.2.2 光催化CO_2的材料分类 |
| 1.2.3 光催化CO_2还原反应机理 |
| 1.3 半导体TiO_2 |
| 1.3.1 纳米TiO_2 的合成方法 |
| 1.3.2 影响纳米TiO_2催化活性的因素 |
| 1.3.3 提高纳米TiO_2催化活性途径的方法 |
| 1.4 TiO_2在光催化CO_2还原目前存在的问题 |
| 1.5 光催化CO_2还原反应活性的提高途径 |
| 1.6 立题依据和研究内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 试剂与原料 |
| 2.2 光催化剂的制备方法 |
| 2.3 催化剂的主要表征方法 |
| 2.3.1 粉末X射线衍射(Powder X-Ray Diffraction) |
| 2.3.2 场发射扫描电子显微镜(FESEM) |
| 2.3.3 透射电子显微镜和高分辨投射电镜(TEM/HRTEM) |
| 2.3.4 氮气(N_2)吸附-脱附等温线(BET) |
| 2.3.5 红外光谱(IR) |
| 2.3.6 电感耦合等离子体光源(ICP) |
| 2.3.7 电化学阻抗(EIS) |
| 2.4 光催化CO_2还原的性能测试 |
| 第三章 核壳TiO_2的制备及其光催化还原CO_2性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 催化剂的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 催化剂的结构分析 |
| 3.3.2 催化加氢的活性测试 |
| 3.4 本章的小结 |
| 第四章 微小纳米尺寸TiO_2的制备及其光催化还原CO_2性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 催化剂的制备 |
| 4.3 微小纳米尺寸TiO_2样品的结果与讨论 |
| 4.3.1 溶剂比对催化剂的影响 |
| 4.3.2 釜热时间对催化剂的影响 |
| 4.3.3 钛源浓度对催化剂的影响 |
| 4.4 Ru-TiO_2样品的结果与讨论 |
| 4.4.1 催化剂结构分析 |
| 4.4.2 光还原CO_2 活性测试 |
| 4.5 本章的小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 个人简介 |
| 致谢 |
（5）宽温型C3H6-SCR分子筛催化剂改性制备及其催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 HC-SCR的研究进展 |
| 1.2.1 HC-SCR催化剂 |
| 1.2.2 HC-SCR还原剂 |
| 1.2.3 HC-SCR反应机理 |
| 1.3 低温等离子体技术 |
| 1.3.1 低温等离子体技术的相关概述 |
| 1.3.2 NTP在 HC-SCR脱硝中的协同形式 |
| 1.3.3 NTP协同HC-SCR脱硝的研究现状 |
| 1.4 本文选题的意义、目的和研究内容 |
| 1.4.1 本文选题的意义和目的 |
| 1.4.2 本文的研究内容 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 实验试剂和仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.1.3 实验气体 |
| 2.2 分子筛催化剂的合成制备 |
| 2.2.1 浸渍法合成制备三元Mn基ZSM-5 分子筛催化剂 |
| 2.2.2 不同等离子体协助制备三元Mn基分子筛催化剂 |
| 2.3 分子筛催化剂的活性评价 |
| 2.4 催化剂表征 |
| 2.4.1 X射线粉末衍射(XRD) |
| 2.4.2 热重分析(TG) |
| 2.4.3 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.4.4 傅里叶红外光谱仪(FTIR) |
| 2.4.5 X射线光电子能谱分析(XPS) |
| 3 Mn 基 ZSM-5 催化剂最优配方的合成设计以及宽温 SCR催化性能研究 |
| 3.1 Mn基 ZSM-5 分子筛催化剂的C_3H_6-SCR性能研究 |
| 3.1.1 金属活性组分的优化 |
| 3.1.2 金属助剂的优化 |
| 3.1.3 三效Mn基 ZSM-5 分子筛催化剂的SCR活性评价 |
| 3.2 三效Mn基ZSM-5 分子筛催化剂的表征 |
| 3.2.1 XRD分析 |
| 3.2.2 TG分析 |
| 3.2.3 SEM分析 |
| 3.2.4 FT-IR分析 |
| 3.2.5 XPS分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 Mn基ZSM-5 分子筛催化剂的稳定性评价 |
| 4.1 Mn-ZSM-5 催化剂的稳定性评价 |
| 4.2 Mn-Zr-ZSM-5 催化剂的稳定性评价 |
| 4.3 Mn-Bi-ZSM-5 催化剂的稳定性评价 |
| 4.4 Mn-Zr-Bi-ZSM-5 催化剂的稳定性评价 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 不同NTP处理条件对Mn基催化剂C_3H_6-SCR的影响 |
| 5.1 不同NTP协助Mn基分子筛催化剂的SCR性能评价 |
| 5.1.1 辉光放电等离子体协助Mn基分子筛催化剂的SCR性能评价 |
| 5.1.2 介质阻挡放电等离子体协助Mn基分子筛催化剂的SCR性能评价 |
| 5.2 催化剂表征 |
| 5.2.1 XRD分析 |
| 5.2.2 TG分析 |
| 5.2.3 SEM分析 |
| 5.2.4 FT-IR分析 |
| 5.2.5 XPS分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果 |
（6）电还原二氧化碳非贵金属基纳米催化剂的表界面调控及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 CO_2研究现状 |
| 1.2.1 CO_2资源化利用 |
| 1.2.2 电化学还原CO_2概述 |
| 1.2.3 反应评价标准 |
| 1.3 电还原CO_2催化剂的研究进展 |
| 1.3.1 金属催化剂 |
| 1.3.2 非金属催化剂 |
| 1.4 电还原CO_2的研究前景与面临的挑战 |
| 1.5 本论文的研究背景、意义及研究内容 |
| 1.5.1 研究背景及意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 材料的表征及测试 |
| 2.3.1 X射线粉末衍射(XRD) |
| 2.3.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.4 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.3.5 X射线吸收精细结构(XAFS) |
| 2.4 电化学性能测试 |
| 2.4.1 工作电极制备 |
| 2.4.2 电化学性能分析 |
| 第三章 异质结的金属间化合物CuSn催化剂:高效电催化还原CO_2到甲酸盐 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 具有异质结结构的CuSn金属间合金化合物催化剂的制备 |
| 3.2.2 纯相Cu_6Sn_5和Cu_3Sn金属间化合物的制备 |
| 3.2.3 理论计算 |
| 3.2.4 材料的表征 |
| 3.2.5 电化学测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 催化剂结构的表征 |
| 3.3.2 催化剂的电化学性能 |
| 3.4 本章结论 |
| 第四章 In掺杂的SnO_X稳定高效催化CO_2到甲酸 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 Sn-In纳米颗粒的制备 |
| 4.2.2 Sn纳米颗粒的制备 |
| 4.2.3 In纳米颗粒的制备 |
| 4.2.4 理论计算 |
| 4.2.5 材料的表征 |
| 4.2.6 原位同步辐射(XANES)和拉曼(Raman)测试 |
| 4.2.7 电化学测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 催化剂结构的表征 |
| 4.3.2 催化剂的电化学性能 |
| 4.4 本章结论 |
| 第五章 有机分子表面修饰铜纳米线高效电还原CO_2到甲烷 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 铜纳米线的制备 |
| 5.2.2 铜纳米线的修饰 |
| 5.2.3 材料的表征 |
| 5.2.4 电化学测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 催化剂结构的表征 |
| 5.3.2 催化剂的电化学性能 |
| 5.4 本章结论 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（7）基于层状双金属氢氧化物构筑镍基催化剂及其催化二氧化碳甲烷化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 二氧化碳转化方式与进展 |
| 1.2.1 光催化二氧化碳转化 |
| 1.2.2 电催化二氧化碳转化 |
| 1.2.3 热催化二氧化碳转化 |
| 1.2.3.1 二氧化碳加氢甲烷化 |
| 1.2.3.2 二氧化碳加氢制甲醇 |
| 1.2.3.3 二氧化碳加氢制二甲醚 |
| 1.2.3.4 二氧化碳加氢制低碳烯烃 |
| 1.2.3.5 二氧化碳加氢制芳烃 |
| 1.3 二氧化碳甲烷化研究进展 |
| 1.3.1 甲烷化反应机理研究进展 |
| 1.3.1.1 直接生成CO中间体 |
| 1.3.1.2 间接生成CO中间体 |
| 1.3.1.3 不通过CO中间体 |
| 1.3.2 甲烷化反应催化剂研究进展 |
| 1.3.2.1 钌基催化剂 |
| 1.3.2.2 镍基催化剂 |
| 1.3.2.3 钴基催化剂 |
| 1.4 层状双金属氢氧化物(LDH) |
| 1.4.1 LDH的结构与性质 |
| 1.4.2 LDH的制备 |
| 1.4.2.1 共沉淀法 |
| 1.4.2.2 溶剂热法 |
| 1.4.2.3 原位生长法 |
| 1.4.3 LDH在催化领域应用 |
| 1.4.3.1 LDH直接作为催化剂 |
| 1.4.3.2 LDH作为催化剂前体 |
| 1.5 论文研究目的和意义 |
| 1.6 论文研究内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 催化材料的结构性质表征 |
| 2.2.1 粉末X射线衍射分析(XRD) |
| 2.2.2 等离子耦合发射光谱仪(ICP-AES) |
| 2.2.3 低温氮气物理吸脱附测试(BET) |
| 2.2.4 高分辨透射电镜(HRTEM) |
| 2.2.5 高角环形暗场像扫描透射电镜(HADDE-STEM) |
| 2.2.6 程序升温脱附(TPD) |
| 2.2.7 程序升温还原(H_2-TPR) |
| 2.2.8 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.2.9 原位漫反射红外光谱(DRITF) |
| 2.3 催化性能评价 |
| 第三章 基于层状氢氧化物前体法制备钴修饰的镍基催化剂及二氧化碳甲烷化性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 NiAl催化剂的制备 |
| 3.2.2 NiCoAl催化剂的制备 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 不同镍铝比催化剂表征与性能评价 |
| 3.3.2 不同镍钴比催化剂的XRD表征 |
| 3.3.3 不同镍钴比催化剂的HRTEM表征 |
| 3.3.4 不同镍钴比催化剂的XPS表征 |
| 3.3.5 不同镍钴比催化剂的性能评价 |
| 3.3.6 不同还原温度催化剂的XRD表征 |
| 3.3.7 不同还原温度催化剂的HRTEM表征 |
| 3.3.8 不同还原温度催化剂的XPS表征 |
| 3.3.9 不同还原温度催化剂的催化性能评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于层状氢氧化物前体法制备铝铈复合氧化物负载的镍基催化剂及二氧化碳甲烷化性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 NiAlCe催化剂的制备 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 催化剂的XRD表征 |
| 4.3.2 催化剂的HRTEM和HADDF-STEM表征 |
| 4.3.3 催化剂的BET表征 |
| 4.3.4 催化剂的准原位XPS表征 |
| 4.3.5 催化剂的H_2-TPR表征 |
| 4.3.6 催化剂的CO_2-TPD表征 |
| 4.3.7 催化剂的二氧化碳甲烷化性能研究 |
| 4.3.8 催化剂的二氧化碳甲烷化机理研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 论文创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者与导师简介 |
| 附件 |
（8）二氧化碳加氢催化剂的设计及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 二氧化碳的化学性质 |
| 1.3 二氧化碳的转化途径及研究现状 |
| 1.3.1 二氧化碳的光催化转化 |
| 1.3.2 二氧化碳的电催化转化 |
| 1.3.3 二氧化碳的热催化转化 |
| 1.3.4 二氧化碳的光热催化转化 |
| 1.3.5 二氧化碳的生物酶催化转化 |
| 1.4 二氧化碳加氢反应研究现状 |
| 1.4.1 逆水煤气变换反应(RWGS) |
| 1.4.2 二氧化碳甲烷化 |
| 1.4.3 二氧化碳加氢制甲醇 |
| 1.4.4 二氧化碳加氢制其他产物 |
| 1.5 选题依据及研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 钴等离子体超结构的制备与光热催化性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料及设备 |
| 2.2.2 催化剂的制备 |
| 2.2.3 催化剂的表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 Co等离子体超结构的结构表征 |
| 2.3.2 Co等离子体超结构的光吸收性能研究 |
| 2.3.3 Co等离子体超结构的催化性能研究 |
| 2.3.4 Co等离子体超结构的催化稳定性研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 元素掺杂对镍基二氧化碳加氢催化剂选择性的影响研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料及设备 |
| 3.2.2 催化剂的制备 |
| 3.2.3 催化剂的表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 不同元素引入对Ni基催化剂催化性能的影响 |
| 3.3.2 Zn元素引入对Ni基催化剂催化活性及稳定性影响 |
| 3.3.3 Zn元素掺杂对Ni的结构稳定性影响 |
| 3.3.4 Zn元素掺杂对Ni电子结构影响的原位表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 镍基二氧化碳加氢催化剂的产物选择性调控研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料及设备 |
| 4.2.2 催化剂的制备 |
| 4.2.3 催化剂的表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Ni掺杂MgAl_2O_4催化剂的结构表征 |
| 4.3.2 Ni掺杂MgAl_2O_4催化剂的性能研究 |
| 4.3.3 Ni掺杂MgAl_2O_4催化剂的CO_2加氢机理研究 |
| 4.3.4 CO解离活化能的定量 |
| 4.3.5 CO_2加氢产物选择性描述符的确定 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 镍颗粒的高温再分散行为及其对二氧化碳加氢选择性的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验原料及设备 |
| 5.2.2 催化剂的制备 |
| 5.2.3 催化剂的表征 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 再分散处理对不同载体负载Ni催化剂催化性能的影响 |
| 5.3.2 再分散处理对不同载体负载Ni催化剂的CO_2加氢活化能影响 |
| 5.3.3 再分散处理温度对Ni/MgAl_2O_4催化剂CO_2加氢选择性的影响 |
| 5.3.4 不同载体负载Ni催化剂再分散前后的结构表征 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 攻读学位期间本人公开发表的论着、论文 |
| 致谢 |
（9）生物质可燃气变换-甲烷化双功能催化剂设计、性能及放大研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 生物质可燃气提质原理与工艺 |
| 1.2.1 生物质可燃气提质原理 |
| 1.2.2 生物质可燃气提质工艺 |
| 1.3 水气变换催化剂国内外研究现状 |
| 1.3.1 活性组分 |
| 1.3.2 载体 |
| 1.3.3 助剂 |
| 1.4 CO甲烷化催化剂国内外研究现状 |
| 1.4.1 活性组分 |
| 1.4.2 载体 |
| 1.4.3 助剂 |
| 1.5 变换-甲烷化催化剂国内外研究现状 |
| 1.5.1 变换-甲烷化协同催化剂 |
| 1.5.2 变换-甲烷化抑制催化剂 |
| 1.5.3 活性组分与助剂元素周期表分布 |
| 1.6 负载型催化剂制备方法与成型工艺 |
| 1.6.1 制备方法 |
| 1.6.2 成型工艺 |
| 1.6.3 优缺点比较 |
| 1.7 研究路线和方法 |
| 参考文献 |
| 第二章 变换-甲烷化双功能催化剂活性组分设计与性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 催化剂制备、表征及性能研究 |
| 2.2.1 所需试剂及仪器 |
| 2.2.2 制备方法与过程 |
| 2.2.3 表征手段和分析 |
| 2.2.4 性能研究加评价 |
| 2.3 Ni/γ-Al_2O_3单金属催化剂验证实验 |
| 2.3.1 催化剂表征结果 |
| 2.3.2 反应温度的影响 |
| 2.3.3 H_2/CO的影响 |
| 2.3.4 含水量的影响 |
| 2.4 Ni-M/γ-Al_2O_3双金属催化剂筛选实验 |
| 2.4.1 新鲜与还原态催化剂表征 |
| 2.4.2 催化剂性能评价 |
| 2.4.3 反应后催化剂表征 |
| 2.4.4 Ni-Mn和 Ni-Cr催化剂比较研究 |
| 2.5 Ni-Mn协同作用微观吸附解释 |
| 2.5.1 理论与软件介绍 |
| 2.5.2 小分子及催化剂表面建模 |
| 2.5.3 催化剂表面吸附 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 变换-甲烷化双功能催化剂助剂设计与性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 催化剂制备、表征及性能研究 |
| 3.2.1 所需试剂及仪器 |
| 3.2.2 制备方法与过程 |
| 3.2.3 表征手段和分析 |
| 3.2.4 性能研究加评价 |
| 3.3 新鲜催化剂和还原态催化剂表征 |
| 3.3.1 微波焙烧过程分析 |
| 3.3.2 N_2等温吸附 |
| 3.3.3 XRD |
| 3.3.4 H_2-TPR和H_2-TPD |
| 3.3.5 TEM |
| 3.4 催化剂性能评价及反应后表征 |
| 3.4.1 性能评价 |
| 3.4.2 反应后表征 |
| 3.4.3 Re的助剂作用及浸渍顺序的影响 |
| 3.4.4 催化剂稳定性实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 变换-甲烷化双功能催化剂载体设计与性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 催化剂制备、表征及性能研究 |
| 4.2.1 所需试剂及仪器 |
| 4.2.2 制备方法与过程 |
| 4.2.3 表征手段和分析 |
| 4.2.4 性能研究加评价 |
| 4.3 新鲜催化剂和还原态催化剂表征 |
| 4.3.1 XRF和N_2等温吸附 |
| 4.3.2 XRD |
| 4.3.3 H_2-TPR和H_2-TPD |
| 4.4 催化剂性能评价及反应后表征 |
| 4.4.1 性能评价 |
| 4.4.2 反应后表征 |
| 4.4.3 Re助剂作用 |
| 4.4.4 催化剂形成过程 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 变换-甲烷化双功能催化剂放大研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 催化剂动力学研究 |
| 5.2.1 所需试剂及仪器 |
| 5.2.2 制备方法与过程 |
| 5.2.3 动力学实验 |
| 5.3 动力学实验结果 |
| 5.3.1 消除内、外扩散 |
| 5.3.2 动力学实验结果与模型计算 |
| 5.3.3 模型验证与比较 |
| 5.4 催化剂成型试制 |
| 5.4.1 所需试剂及仪器 |
| 5.4.2 成型方法与过程 |
| 5.4.3 机械强度测试 |
| 5.4.4 成型催化剂性能测试 |
| 5.5 成型催化剂机械强度分析 |
| 5.5.1 胶黏剂种类的影响 |
| 5.5.2 水粉比的影响 |
| 5.5.3 胶粉比的影响 |
| 5.6 成型催化剂性能比较 |
| 5.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 进一步工作展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间学术成果 |
（10）Ni基催化剂催化气相间甲酚加氢脱氧研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 木质素的开发和利用 |
| 1.2 木质素衍生酚类化合物的加氢脱氧研究进展 |
| 1.2.1 加氢脱氧的反应机理研究 |
| 1.2.2 加氢脱氧催化剂研究 |
| 1.3 论文工作的提出 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 化学试剂 |
| 2.2 催化剂制备 |
| 2.3 催化剂的表征 |
| 2.3.1 氮气物理吸附(BET) |
| 2.3.2 X射线衍射光谱(XRD) |
| 2.3.3 拉曼光谱分析(Raman) |
| 2.3.4 场发射透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.5 氢气程序升温还原(H_2-TPR) |
| 2.3.6 氢气程序升温脱附(H_2-TPD) |
| 2.3.7 氨气/异丙胺程序升温脱附(NH_3-TPD,IPA-TPD) |
| 2.3.8 吡啶吸附漫反射红外光谱分析 |
| 2.3.9 室温CO脉冲吸附 |
| 2.3.10 原位CO吸附透射红外光谱分析(CO-FTIR) |
| 2.3.11 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.3.12 X射线吸收光谱分析(XAS) |
| 2.3.13 程序升温氧化(O_2-TPO) |
| 2.4 苯酚吸附和C-O断键的密度泛函理论计算(DFT) |
| 2.5 反应性能评价 |
| 第3章 间甲酚加氢脱氧反应的结构敏感性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 催化剂制备 |
| 3.3 催化剂表征及活性评价 |
| 3.3.1 催化剂的表征 |
| 3.3.2 催化性能 |
| 3.3.3 苯酚在不同Ni表面的吸附和C-O断键 |
| 3.3.4 讨论部分 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 层状硅酸镍的加氢脱氧性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 催化剂制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 催化剂的表征 |
| 4.3.2 催化性能 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 Ni Re双金属的几何效应和电子效应对间甲酚加氢脱氧的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 催化剂制备 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 催化剂的表征 |
| 5.3.2 苯酚在Ni(111)和(Re)Ni(111)表面的吸附 |
| 5.3.3 催化性能 |
| 5.3.4 Ni Re催化剂的结构及其对反应的影响 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 间甲酚在Ni/SiO_2和NiRe/SiO_2上的反应路径 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 催化剂制备 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 间甲酚在300℃的转化 |
| 6.3.2 中间产物3-甲基环己醇/酮的转化 |
| 6.3.3 甲烷的产生 |
| 6.3.4 反应温度的影响 |
| 6.3.5 催化剂的稳定性和失活 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 MoO_x修饰的Ni表面促进间甲酚脱氧生成甲苯 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 催化剂制备 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 催化性能 |
| 7.3.2 催化剂焙烧后的表征 |
| 7.3.3 催化剂还原后的表征 |
| 7.4 小结 |
| 第8章 Ni-W/WO_x协同催化间甲酚加氢脱氧 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 催化剂制备 |
| 8.3 结果与讨论 |
| 8.3.1 W/Ni摩尔比的影响 |
| 8.3.2 催化剂制备方法的影响 |
| 8.3.3 讨论部分 |
| 8.4 小结 |
| 第9章 结论与展望 |
| 9.1 主要结论 |
| 9.2 创新点 |
| 9.3 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 发表论文情况 |
| 参加学术会议情况 |
| 致谢 |
四、Selective Catalytic Reduction of NO with Methane（论文参考文献）
- [1]钴铁复合修饰镁碱沸石分子筛催化CH4还原NO性能研究[D]. 周夏. 东华大学, 2021
- [2]Al-PILC负载双金属Fe-Co的CH4-SCR脱硝研究[D]. 黄莎莎. 东华大学, 2021
- [3]Fe、Ni掺杂的ZnAl2O4催化还原NO的第一性原理研究[D]. 任翔. 昆明理工大学, 2021(01)
- [4]TiO2基材料的制备及光催化CO2还原性能的研究[D]. 石静静. 上海师范大学, 2021(07)
- [5]宽温型C3H6-SCR分子筛催化剂改性制备及其催化性能研究[D]. 秦娅华. 重庆理工大学, 2021(02)
- [6]电还原二氧化碳非贵金属基纳米催化剂的表界面调控及机理研究[D]. 王继刚. 华南理工大学, 2020(05)
- [7]基于层状双金属氢氧化物构筑镍基催化剂及其催化二氧化碳甲烷化性能研究[D]. 任宝锦. 北京化工大学, 2020(02)
- [8]二氧化碳加氢催化剂的设计及性能研究[D]. 冯凯. 苏州大学, 2020(06)
- [9]生物质可燃气变换-甲烷化双功能催化剂设计、性能及放大研究[D]. 董新新. 东南大学, 2020
- [10]Ni基催化剂催化气相间甲酚加氢脱氧研究[D]. 杨菲菲. 天津大学, 2019(01)