鎳基催化劑催化甲烷與二氧化碳重整反應(yīng)中的積炭問題
定 價：79 元
- 作者：劉紅艷
- 出版時間：2024/6/30
- ISBN：9787502498849
- 出 版 社：冶金工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TQ426.8
- 頁碼：
- 紙張：
- 版次：1
- 開本：B5
CH4CO2重整制合成氣的反應(yīng)不僅能消除兩種溫室氣體，而且能生成用于費(fèi)托合成的1：1的合成氣。用作該反應(yīng)催化劑的Ni廉價易得，并且具有良好的初始活性和選擇性，但是在反應(yīng)過程中會產(chǎn)生嚴(yán)重的積碳，導(dǎo)致催化劑失活進(jìn)而阻礙該過程商業(yè)化。本書《Ni基催化劑催化CH4CO2重整反應(yīng)中的積碳問題》，在概述了國內(nèi)外CH4CO2重整反應(yīng)中的實驗方法以及由此產(chǎn)生的積碳問題的基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了生成積炭的微觀機(jī)理，提出了積碳的抑制、阻止和消除等減少積碳的三種方法，利用量子化學(xué)計算手段結(jié)合實驗表征的方法研究了第二種金屬的添加和不同載體的影響以及金屬-載體相互作用對積碳的抑制、阻止和消除的影響，通過計算結(jié)果來指導(dǎo)Ni基催化劑的抗積碳性能調(diào)控和理性設(shè)計。
劉紅艷，山西大同大學(xué)教授，美國懷俄明大學(xué)訪問學(xué)者，三晉英才。主持國家自然科學(xué)基金青年項目一項，已結(jié)題。山西省回國留學(xué)人員科研資助項目 1 項，山西省留學(xué)人員科技活動擇優(yōu)資助項目 1 項，大同市重點研發(fā)項目 1 項。發(fā)表論文 50 余篇（作者在SCI收錄的二區(qū)以上的期刊發(fā)表過30多篇論文），授權(quán)發(fā)明專利 3 項。
1緒論1.1引言1.2 CH4CO2重整反應(yīng)的研究現(xiàn)狀 1.3重整催化劑的發(fā)展歷程1.3.1甲烷水蒸氣重整制合成氣1.3.2甲烷部分氧化制合成氣1.3.3甲烷自熱重整1.3.4二氧化碳重整甲烷制合成氣 1.4積炭的形成及影響 1.4.1積炭生成的必然性 1.4.2積炭的種類1.4.3積炭對催化劑及反應(yīng)的影響 1.5 影響積炭形成的因素1.5.1 金屬粒子的大小1.5.2 催化劑表面活性位1.5.3 第二種金屬的加入1.5.4 載體的酸堿性 1.5.5 金屬-載體相互作用 1.6積炭形成的機(jī)理1.6.1 CH4CO2重整催化反應(yīng)機(jī)理1.6.2 積炭形成的機(jī)理 1.7 Ni基催化劑在CH4CO2重整反應(yīng)中的應(yīng)用1.7.1研究現(xiàn)狀 1.7.2積炭情況 1.7.3抗積炭策略 本章參考文獻(xiàn) 2量子化學(xué)計算原理和實驗原理 2.1 Shr?dinger方程及其近似 2.1.1Shr?dinger方程 2.1.2 三個基本近似 2.2 第一性原理計算 2.2.1 從頭算法（ab initio） 2.2.2 密度泛函理論（DensityFunctional Theory, DFT） 2.3 過渡態(tài)理論 2.4 實驗原理 2.4.1 程序升溫還原(TPR) 2.4.2 X射線光電子能譜分析(XPS)本章參考文獻(xiàn) 3 Ni催化CH4CO2重整中的積炭3.1引言3.2催化劑的模型構(gòu)建 3.2.1搭建模型 3.2.2計算參數(shù)的選擇 3.2.3模型的合理性驗證3.3 CH4解離形成積炭的前驅(qū)體 3.3.1CHx(x=0~4)的吸附 3.3.2 CH4的逐步解離形成碳 3.4 CO2的解離形成消碳的活性氧3.5 積炭的形成 3.7 積炭問題分析 3.8本章小結(jié)本章參考文獻(xiàn) 4第二金屬(Fe, Co, Cu)的加入對反應(yīng)中積炭的影響 4.1引言4.2合金催化劑的模型構(gòu)建 4.2.1 Ni-M(Fe, Co, Cu)合金表面模型 4.2.2 Ni-M合金體相模型 4.2.3 模型尺寸合理性的驗證4.2.4 模型的表面性質(zhì) 4.3 第二金屬的引入對積炭前驅(qū)體的影響 4.3.1 CH4的逐步解離 4.3.2 CH4吸附及解離過程的比較 4.3.3 CHx(x=0~3)吸附能的比較 4.3.4 CH4解離過程的分析和比較4.4 分析可抑制積炭前驅(qū)體形成的因素 4.4.1 Ea與反應(yīng)熱及吸附能的關(guān)系 4.4.2 Eads(C)與d帶中心的關(guān)系 4.4.3 Eads(C)與q的關(guān)系4.5 第二金屬的加入對積炭形成的影響 4.5.1 C的吸附 4.5.2 CC的共吸附 4.5.3 C2的吸附 4.5.4 積炭的形成 4.6第二金屬的加入對消碳反應(yīng)的影響4.6.1 O的吸附4.6.2 C和O在表面的遷移 4.6.3 CO的共吸附 4.6.5 CO的吸附 4.6.6 消碳反應(yīng) 4.7 積炭問題分析 4.8本章小結(jié)本章參考文獻(xiàn)5不同載體對重整反應(yīng)中積炭的影響 5.1引言5.2 負(fù)載型催化劑模型的構(gòu)建 5.2.1 載體(MgO,Al2O3)負(fù)載的Ni催化劑模型 5.2.2 載體(MgO,Al2O3)負(fù)載的Ni2Co2催化劑模型 5.3載體對碳前驅(qū)體形成的影響 5.3.1 Ni2M2MgO上CHx (x=0~4)吸附 5.3.2 Ni2M2MgO上CHx+H (x=0~3)的共吸附 5.3.3 Ni2M2MgO上CH4的逐步解離 5.3.4 CH4解離過程的分析和比較 5.4載體對積炭形成的影響 5.4.1 C在Ni2M2MgO上的吸附5.4.3 C在表面的遷移 5.4.4 積炭的形成 5.5載體對積炭消除的影響 5.4.1 O在Ni2M2MgO上的吸附5.4.3 C和O在表面的遷移 5.4.4 CO的共吸附 4.6.5 CO的吸附 4.6.6 消碳反應(yīng) 5.6積炭問題分析5.7本章小結(jié)本章參考文獻(xiàn)6金屬－載體相互作用及電子氣模型的提出6.1引言 6.2 實驗方法 6.3 實驗結(jié)果及分析6.4 計算金屬-載體間的相互作用 6.4.1 金屬活性組分與載體的結(jié)合能6.4.2 金屬活性組分與載體間的電荷轉(zhuǎn)移6.4.3 態(tài)密度分析 6.5 電子氣模型的提出6.6電子氣模型上有關(guān)積碳的反應(yīng)6.5.1 碳的形成6.5.2積炭的形成 6.5.3積炭的消除 6.5.4 C和O的遷移 6.5.5有關(guān)積碳反應(yīng)的綜合分析6.6本章小結(jié)本章參考文獻(xiàn)
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