一、METHANE OXIDATIVE COUPLING OVERALKALINE-EARTH FLUORO-OXIDE CATALYSTS（论文文献综述）
武国号[1]（2021）在《镧铈复合氧化物催化甲烷氧化偶联性能研究》文中研究说明甲烷氧化偶联（OCM）反应是将甲烷转化为高附加值产物的理想路径。但是甲烷分子结构高度对称,C-H键键能高达439 k J/mol,稳定性高、难以活化。对甲烷进行直接转化的核心问题就是如何设计催化剂实现甲烷的选择性活化,同时抑制完全脱氢以及深度氧化的过程。自从1982年美国联碳公司（UCC）提出甲烷氧化偶联反应以来,众多科研工作者研发了大量催化剂,然而迄今为止仍未达到单程C2收率大于30%的工业应用标准。因此,甲烷氧化偶联反应的催化剂仍然需要更多的研究和探索。A2B2O7型复合金属氧化物,具有热稳定性高,结构性质可调控等特点,在OCM反应中具有良好的应用前景。本论文通过溶胶凝胶法合成了La2Ce2O7催化剂并采用多种策略对其进行改性,包括:掺杂碱土金属、形貌控制以及计量比调控等。通过XRD、N2物理吸-脱附、拉曼光谱、H2-TPR、XPS和CO2-TPD等方法,表征了催化剂的晶体结构、表面氧物种分布、晶格氧流动性以及表面碱性等性质,并与OCM反应性能相结合,对其构效关系进行探讨。主要内容如下:（1）通过溶胶凝胶法合成了La2Ce2O7催化剂,并分别通过等体积浸渍法以及溶胶凝胶法掺杂镁、钙、锶、钡等碱土金属,提高了其甲烷转化率、C2选择性和收率。其中La1.5Sr0.5Ce2O7催化剂在800℃下可以达到57%的C2选择性和14%的C2收率,连续反应30 h,反应性能基本不下降,展现了其在OCM反应中良好的应用前景。表征结果表明,向La2Ce2O7催化剂中掺杂锶,特别是使锶部分进入晶格,增强了催化剂表面碱性,提高了晶格氧物种的流动性,使更多晶格氧物种能参与反应进而提高了催化剂的C2选择性及收率。（2）通过水热法合成了具有带状形貌的La2Ce2O7-HT催化剂,有效提高了低温下的OCM反应性能。掺杂锶的La1.5Sr0.5Ce2O7-HT（1）催化剂在800℃时可以达到63%的C2选择性和16%的C2收率。分别通过溶胶凝胶法和机械混合法合成了非化学计量比的镧铈复合氧化物催化剂,获得了优于La2Ce2O7催化剂的反应性能。掺杂锶后La3Ce Sr0.2Ox催化剂在800℃下可以达到57%的C2选择性以及13%的C2收率。表征结果表明,带状催化剂对分子氧的吸附活化能力和氧流动性增强。La3Ce Ox催化剂上氧流动性得到提升,表面产生了更多的氧空穴,中强碱和强碱位点数量均有提升。与OCM反应性能相关联可以发现,催化剂吸附活化分子氧的能力以及晶格氧物种流动性的提升是提高催化剂甲烷氧化偶联反应性能的关键因素;碱位点增加有利于提高催化剂的OCM反应性能。
习蓉[2]（2021）在《构建具有固定组成的复合氧化物催化材料用于甲烷氧化偶联制乙烯》文中认为甲烷氧化偶联（OCM）反应可一步直接将价格低廉、储量丰富的天然气中的甲烷转化为高附加值的化工产品乙烯,近三十年来引起了人们的广泛关注。但到目前为止人们所研究的催化剂仍难以突破C2单程产率为30%这一最低工业化要求,且大部分催化剂只有在高温条件下才开始反应。因此寻找更高效或能在低温条件下活化甲烷分子开始反应的催化剂是目前急待解决的问题。本论文设计制备了一系列晶相结构不同的钙钛矿型锡酸锶,A位离子为Y3+的A2B2O7烧绿石复合氧化物用于OCM反应,系统阐述了催化剂表面活性氧物种、酸碱性和氧空位浓度与催化剂晶相结构的关系,及其对OCM反应性能的影响;明确阐释了气相氧在催化剂表面生成活性氧的机制;深入理解了这两类复合氧化物催化材料与OCM反应性能间的构效关系。为设计更高效的OCM反应催化剂提供了新思路。主要研究内容如下:第一部分:利用甘氨酸-硝酸盐盐助燃烧法合成了不同Sr/Sn化学计量比的钙钛矿型锡酸锶复合氧化物,包括常规SrSnO3钙钛矿和Ruddlesden-Popper相单层Sr2SnO4钙钛矿、双层Sr3Sn2O7钙钛矿用于OCM反应。三种催化剂的反应性能遵循以下顺序,即Sr2SnO4>Sr3Sn2O7>SrSnO3。其中Sr2SnO4可在800℃获得19%左右的C2收率。结果表明,表面亲电氧O2-/O22-和表面晶格氧O2-均为反应的偶联选择性氧中心;催化剂碱性位点主要由A位离子Sr2+提供,且中等强度碱中心和强碱中心都利于C2产物的生成。中等强度碱中心与氧空位及M+O-离子对密切相关。由于单层Sr2SnO4钙钛矿和双层Sr3Sn2O7钙钛矿具有Ruddlesden-Popper晶相结构,与常规结构的SrSnO3钙钛矿相比,其Sr2+配位数由12向9转变,Sn–O键长变大;且由于Sn–O键共价性比Sr–O键强,在OCM反应中易断裂形成氧空位。因此,与SrSnO3相比,Sr2SnO4和Sr3Sn2O7氧空位形成能更低,氧离子电导率更高,在OCM反应过程中能产生更为丰富的OCM活性氧物种。另由于Sr2SnO4、Sr3Sn2O7和SrSnO3的Sr/Sn摩尔比分别为2/1、1.5/1和1/1,Sr2SnO4表面碱中心更丰富,能更好地稳定亲电氧物种O2-/O22-,因此具有单层层状钙钛矿结构的Sr2SnO4表现出最佳的OCM反应性能。第二部分:利用甘氨酸-硝酸盐盐助燃烧法制备了一系列固定A位为Y3+而改变B位为Ti4+、Sn4+、Zr4+或Ce4+的Y2B2O7复合氧化物催化剂用于OCM反应。结果表明,随着A位离子与B位离子半径比值（rA/rB）逐渐减小,催化剂晶相结构由严整烧绿石（Y2Ti2O7）转变到无序烧绿石（Y2Sn2O7）,再到无序缺陷萤石（Y2Zr2O7）,直至最终到稀土氧化物C型（Y2Ce2O7）晶相。所有催化剂的OCM反应性能遵循以下顺序,即Y2Zr2O7>Y2Ce2O7>Y2Ti2O7>Y2Sn2O7。其中具有无序缺陷萤石相的Y2Zr2O7由于结构的无序度最大,氧空位浓度最高,性能最好。通过各种表征方法,阐明了晶相结构变化对催化剂表面物理化学性质和OCM反应性能的影响。结果表明,Y2B2O7催化剂的OCM反应性能不仅取决于催化剂的晶相结构和亲电氧O-、O2-的含量,还取决于催化剂的表面酸碱性质。催化剂表面具有较多的中等强度碱性位点和O-、O2-氧物种,且强酸性位点较少的催化剂具有更好的C2选择性。强酸性位点则因为易吸附甲基自由基导致深度氧化,产生COx而降低C2选择性。此外,Y2B2O7催化剂的酸、碱性位点由其晶相结构和A、B位金属离子的性质共同决定。
蒋仕灿[3]（2021）在《锰基载氧体用于甲烷化学链氧化偶联制烯烃的实验研究》文中指出甲烷化学链氧化偶联（Chemical looping oxidative coupling of methane,CLOCM）制取烯烃技术由于其新颖性、高效性和经济环保性引起了研究者的广泛关注。该技术通过载氧体在两个反应器之间的循环交替反应来实现,载氧体在这个过程中起到传递氧和催化的双重作用,可以将甲烷高选择性地转化为C2H6和C2H4等,随后载氧体通过空气氧化恢复氧化能力进而循环使用。本文选择B位为金属Mn的钙钛矿型金属氧化物为载氧体,A位金属选择Mg,Ca,Ba,La与金属Mn进行配位,考察不同金属协同对Mn基钙钛矿氧化物反应性能的影响。通过XRD、XPS、O2-TPD、H2-TPR、SEM等测试手段对载氧体进行表征,并通过固定床实验考察载氧体在甲烷化学链氧化偶联过程中的反应性能,对载氧体的活性进行初步筛选。结果表明,LaMnO3和Mg6MnO8载氧体对甲烷具有更高的反应活性。在850℃,1125mL/h*g的反应条件下,用LaMnO3为催化剂时甲烷转化率高达60%,但C2烃类的选择性很低,产物以CO2为主;Mg6MnO8催化剂在相同条件下,甲烷转化率高达90%,但C2烃类的选择性很低,产物以CO2为主;通过XPS、O2-TPD和H2-TPR对循环前后的载氧体进行分析,LaMnO3和Mg6MnO8表面的晶格氧物种更容易使甲烷发生深度氧化,从而导致其C2烃类的选择性很低。选取低价的Li和Na碱金属对LaMnO3进行掺杂,制备x-Na/Li-LaMnO3（x=0,0.12,0.14,0.16,0.18,0.20）载氧体。相比于Li,Na掺杂的载氧体表现出高的C2烃类产率,由于Na元素与La的半径相近,可以更好地对载氧体进行修饰改性。Na的掺杂,导致LaMnO3载氧体相比于未负载的具有更高比例的Mn4+/Mn3+和氧空位。通过XPS、O2-TPD和连续的脉冲实验结果表明,Na的掺杂,导致其产生了许多未被充分还原的Oα-（0＜α＜2）,这种氧物种可以使甲烷选择性地生成C2烃类物质。其中,018Na-LaMnO3在825℃,1125mL/min*g实验条件下,具有最高接近20%的C2烃类产率。载氧体在20次循环实验反应中保持良好的循环稳定性。随后研究了Mg6MnO8载氧体,使用碱金属Na和Na2WO4碱土金属进行改性修饰。Mg6MnO8载氧体具有高温稳定性、廉价性和丰富的表面未被充分还原的Oα-（0＜α＜2）物种。但是其氧释放速率和甲烷的活化速率不匹配,通过掺杂碱金属Na,可以提高载氧体的氧空位浓度,从而降低甲基自由基中间体的吸附能。结果表明,10Na-Mg6MnO8在850℃,2625mL/h*g条件下表现出43%甲烷转化率,54%C2烃类选择性和23%的C2烃类产率。用Na2WO4碱金属盐负载Mg6MnO8,使载氧体表面形成Na2WO4包裹层,有利于调控活性氧物种释放速率,使之与甲烷的活化相匹配,从而提高目标产物选择性。Na2WO4碱金属盐负载的载氧体在800℃,1125mL/h*g条件下表现出46.7%甲烷转化率,43.1%的C2烃类选择性,以及20.1%的C2烃类产率。载氧体经过20次循环实验后,还保持较高的转化率和C2烃类选择性,以及接近20%的C2烃类产率。通过对以上载氧体的表征和反应性能研究,初步明确了活化甲烷和提高C2烃类收率的作用机制。为后续制备适用于甲烷化学链氧化偶联过程的载氧体提供了一条简单、有效的途径。
张艳[4]（2020）在《La2Ce2O7复合氧化物催化剂用于甲烷氧化偶联制乙烯》文中研究指明天然气是一种广泛使用的廉价资源,其主要成分为甲烷。甲烷氧化偶联反应（OCM）可将甲烷一步反应转化为重要的化工平台分子乙烯。近三十年来,人们对于甲烷氧化偶联反应进行了很多研究,但至今未能工业化应用。迄今该反应仍存在很多问题未得到解决,如C2产物单程收率低30%这一最低工业化应用要求、反应温度过高、催化剂稳定性差等。因此,人们仍在努力寻找性能更好,具有应用前景的催化剂。La2Ce2O7具有无序缺陷萤石结构,表面含有丰富的氧空位、表面亲电氧中心和碱中心,对OCM反应具有良好的性能。本文对La2Ce2O7复合氧化物催化剂低温OCM反应性能进行优化,并对其表面和体相物理化学性质进行系统探讨,主要结果如下:第一部分:为了研发低温反应性能优良的OCM催化剂,采用共沉淀（CP）、水热（HT）、甘氨酸硝酸盐燃烧（GNC）方法对La2Ce2O7化合物的表面活性位点进行了优化设计。反应性能测试结果表明,所有La2Ce2O7催化剂均表现出良好的低温反应性能,其顺序为La2Ce2O7-GNC>La2Ce2O7-HT>La2Ce2O7-CP。其中低温反应性能最佳的La2Ce2O7-GNC,在450℃即可获得2.5%左右的C2产物产率。XRD和Raman结果表明,所有的La2Ce2O7催化剂均为无序缺陷萤石结构。原位红外结果表明,La2Ce2O7-HT和La2Ce2O7-CP活性氧物种为O2-离子;但La2Ce2O7-GNC除O2-离子外,还能观察到O22-离子。La2Ce2O7-GNC具有优良的低温反应性能是由于O2-离子键级为1.5,而O22-离子键级为1.0,比O2-离子更活泼。此外,La2Ce2O7-GNC催化剂具有最大量的中等强度碱中心。因此,这两种表面活性位点之间的相互作用是决定La2Ce2O7-GNC催化剂具有佳最优OCM反应性能的主要因素。第二部分:基于第一部分工作,为了深入理解无序立方缺陷萤石La2Ce2O7的OCM反应活性中心,采用柠檬酸溶胶-凝胶方法制备了 CeO2、La2O3、La2Ce2O7催化剂。为了探讨结构对OCM性能的影响,采用固相混合法制备了 La2O3:CeO2=1:2催化剂。XRD、Raman结果表明CeO2和La2O3为纯氧化物,通过固相混合法制备的La2O3:CeO2=1:2催化剂为简单的混合物晶相,La2Ce2O7催化剂为无序缺陷萤石晶相。反应性能测试结果表明,与纯氧化物CeO2、La2O3及通过固相混合法制备的La2O3:CeO2=1:2催化剂相比,形成无序缺陷萤石结构的La2Ce2O7催化剂具有最好的反应性能。与La2O3催化剂相比,La2Ce2O7催化剂具有更佳的低温反应性能及稳定性。原位Raman、XPS和CO2-TPD研究结果发现La2Ce2O7催化剂表面有最丰富的O2-物种和中等强度碱中心,是其具有最好反应性能的主要原因。
石润坤[5]（2020）在《煤热解与甲烷氧化偶联反应耦合过程研究》文中认为富氢气体可调控煤热解产物组成,深入认识这一过程中产物的调控机制可有效促进热解工艺的优化及其产业化。本文以提高煤热解过程焦油产率为目标,研究了CH4和CH4-O2气氛在煤中低温热解过程中的作用,开展了煤热解与甲烷氧化偶联反应耦合工艺的探索。论文的主要结论如下:（1）相较于N2气氛下焦油产率,当温度超过600℃时,CH4气氛可提高煤热解焦油产率;在650℃时,CH4气氛下焦油产率有明显提高,但是低于H2气氛下的焦油产率。在甲烷气氛中掺入一定量的O2作为热解气氛,在650℃时,焦油产率要高于CH4气氛下焦油产率。在煤热解与甲烷氧化偶联反应耦合过程（OCMP）煤焦油产率高于N2、CH4、CH4-O2气氛下热解焦油产率。淖毛湖煤在OCMP过程中煤焦油产率为N2气氛下的1.9倍,是CH4气氛下热解焦油的1.4倍。表明OCMP过程对焦油产率有明显的提升作用。（2）在600℃时,CH4有利于蒽油和洗油的生成,而在650℃时,CH4有利于焦油中各个馏分的生成,特别是其轻油的含量高于了H2气氛下的轻油含量。与N2和CH4气氛相比,在温度高于650℃时,CH4-O2混合气氛下萘油、洗油、蒽油的含量均有提高,且在各温度条件下CH4-O2混合气氛下沥青的含量均明显高于CH4和N2气氛,但是轻油和酚油的含量较低。表明在甲烷气氛中掺入O2并不利于热解焦油品质的进一步提高。在OCMP过程可以增加煤焦油中各类轻质馏分的含量,有利于焦油品质的提高。（3）与N2气氛下相比,在600℃时,CH4有利于酚类和醇类化合物生成,在650℃时,CH4有利于脂肪烃、芳烃、烯烃、酚类、酯类和醇类化合物的生成。与CH4气氛下相比,在甲烷气氛中掺入O2作为热解气氛,有利于脂肪烃、芳烃、烯烃和醇类化合物的生成;在600℃650℃时,酚类化合物的含量较低;且在各温度条件下均不利于酯类化合物的生成。在650℃时,与CH4和N2气氛下相比,在OCMP过程中脂肪烃、酚类和醇类物质的含量提升较为明显。（4）与N2气氛下相比,在H2气氛下热解焦油中脂肪氢和脂肪碳含量较低,CH4气氛下热解焦油中脂肪氢和脂肪碳的含量较高,表明在热解过程中甲烷参与了煤焦油的生成反应,增加了芳环侧链的长度和数量。与CH4气氛相比,在CH4-O2气氛下焦油中稠环芳氢的含量有所增加,而单环芳氢的含量有所减小;焦油中芳香季碳的含量有所增加。表明在甲烷气氛中掺入一定含量的O2,并不利于进一步提高热解焦油的轻质化程度
张琦[6]（2020）在《改性Mn/Na2WO4/SiO2催化剂的甲烷氧化偶联催化性能的研究》文中研究表明甲烷氧化偶联制乙烯（简称OCM）是迄今为止天然气制备乙烯最简洁的工艺之一,Mn2O3-Na2WO4/SiO2催化剂具有良好的反应性能和热稳定性,而过高的温度时阻碍工业化的关键因素。本工作从OCM反应催化剂性能优化角度出发,通过对载体进行改性,研究载体组成、结构及活性组分与载体结合方式等因素对催化剂甲烷氧化偶联性能的影响。重点考察了h-BN掺杂W-Mn/SiO2催化剂对反应性能的调变;探讨了不同孔道结构SiO2载体对催化剂性能的作用机制。并比较了浸渍法和混浆法不同制备方法对催化剂反应活性的影响规律。研究结果表明:采用混浆法制备了一系列六方氮化硼掺杂W-Mn/SiO2-BN催化剂,并进行甲烷氧化偶联性能测试。评价结果显示,相比未掺杂的催化剂,W-Mn/SiO2-BN（1wt%）催化剂在无稀释气、气时空速GHSV=30000h-1和反应温度820℃条件下,5wt%Na2WO4–2wt%Mn/SiO2,具有更好的活性（≥29%CH4转化率,≥65%C2选择性,≥20%C2收率）。通过XRD、Raman表征发现h-BN的加入促进Mn3+向Mn2+转化,使W-Mn/SiO2-BN（1wt%）具有更好的活性。通过CO2-TPD、O2-TPD表征发现W-Mn/SiO2-BN（1wt%）催化剂强碱性位的增加提高了晶格氧迁移率,使得h-BN的加入降低了COx选择性,具有更好的抑制深度氧化的能力。通过100h稳定性试验,催化剂表现出良好的稳定性。通过浸渍法,以多级孔SiO2和不同结构的SiO2为载体,制备了一系列W-Mn/SiO2催化剂,在无稀释气、气时空速GHSV=10000h-1条件下,分别在750℃-850℃进行甲烷氧化偶联反应评价,发现以多级孔SiO2为载体催化剂在反应温度下,经过一定时间反应后,由于孔道塌陷,催化剂活性下降。但温度高于850℃后具有相对较好的CH4转化率和C2H4选择性,如900℃,气时空速10000h-1时仍有27.35%转化率和61.5%的C2选择性,同时CO2选择性比SiO2小球为载体催化剂降低了10%以上。
田井清[7]（2020）在《甲烷干重整催化剂的设计及其在工业尾气转化中的应用研究》文中研究表明近年来,在煤炭、石油和天然气等化石能源中,天然气消耗所占比重连创新高。甲烷作为天然气的主要成分,是一种重要的化工原料,具有储量大、价格低廉等优点。已有大量研究方法将甲烷直接转化为化学品,包括甲烷偶联制烯烃、甲烷脱氢芳构化制芳烃,以及甲烷直接氧化为甲醇等。遗憾的是这些直接转化途径中,经济性和高效性等方面的问题使得这些过程暂时达不到工业化的要求,使得甲烷的工业价值还没有得到充分的开发和利用。甲烷的间接转化具有较高的经济价值,可将甲烷先转化为合成气,再通过合成气平台如费托合成和甲醇合成,进一步制备所需化学品。其中,甲烷水汽重整制备合成气（SRM）已实现了工业化应用,然而反应水耗高、合成气的氢碳比高,且通过副反应水汽转换反应（RWGS）向环境中排放二氧化碳。甲烷部分氧化为合成气的技术（PO）则难以控制,且使用分子氧作为氧化剂有安全隐患。甲烷干重整反应（DRM）通过消耗二氧化碳来转化甲烷得到合成气,该反应不仅可以使用纯甲烷作为原料,也可以转化富含甲烷的气体,如煤炭间接液化的尾气、焦炉煤气等。由于二氧化碳的加入,相比于甲烷水汽重整工艺,还可以提升产物合成气中的碳含量,使其在资源高效综合利用、环境保护方面具有重大意义。甲烷和二氧化碳都是惰性小分子,由于热力学平衡限制,甲烷干重整反应需要在大于700℃的高温下进行才能获得高的转化率和选择性。Ni基催化剂是被广泛研究的甲烷干重整反应催化剂,高温下金属颗粒的烧结和催化剂的积碳是干重整反应失活的主要原因。本文从增强催化剂稳定性出发,做了以下工作:（1）我们首先合成了具有均匀开放直孔道结构的高比表面积的MCM-41材料,通过乙醇溶液辅助的浸渍法利用直型孔道的毛细作用将硝酸镍均匀浸渍到MCM-41直型孔道结构内,从而均匀负载Ni纳米粒子于MCM-41的内表面。该限域结构催化剂的Ni金属负载量为10 wt.%,XRD测试显示无明显的Ni衍射峰,表明Ni颗粒高度分散,TEM测试表明Ni颗粒大小为2 nm左右,Ni颗粒主要分布在MCM-41的孔道内。TPR表明该限域结构催化剂具有较高的还原温度,说明NiO与硅氧化物之间有较强的相互作用。在700℃下以45000 mL/g/h空速反应200 h后,催化剂的甲烷转化率没有明显下降（72%,接近该温度下的平衡转化率）,H2/CO摩尔比维持在0.87左右。反应后催化剂的TEM结果显示,Ni颗粒平均粒径为3-4 nm,未见明显团聚,没有观察到Ni颗粒被碳包覆的现象。TGA和TPO等研究表明催化剂积碳速率低且形成的积碳易于气化。这种Ni限域于MCM-41直型孔道的催化剂具有优异的抗烧结和抗积碳性能。（2）我们利用简单的水油两相一锅法,将负载量高达4.9 wt.%和粒径约2nm的Ni纳米颗粒封装入SiO2微球中约4.3 nm孔径的孔道。利用TEOS水解产生的Si-O-Si前驱体与进入水相的二茂镍反应生成硅酸镍,水相中通过CTAC胶束的导向作用将Ni以Si-O-Ni的形式引入Si-O骨架。该催化剂实现了在700oC高温下对甲烷干重整反应长时间（200 h）的高活性和高稳定性,为开发高温抗烧结和抗积碳的高温限域金属催化剂的合成方法提供了新的思路。dTG曲线结合XRD、TEM和Raman表征结果,显示Ni/SiO2（IM）表面同时有无定形的碳和石墨化的碳,而Ni/SiO2（OP）催化剂表面仅有无定形的碳,无定型的碳易于CO2继续反应生成CO,从而使Ni/SiO2（OP）催化剂保持高的甲烷干重整反应活性。理论计算表明说明在Ni55团簇上C原子优先以单个原子的形式吸附,而不是聚合形成sp2杂化的C原子簇或者形成碳纳米管,即介孔限域条件下Ni表面不易积碳,这解释了我们的实验现象限域结构的Ni具有更好的抗高温的活性和稳定性。这种新发展的合成方法中,原位生成Ni-O-Si基团使得Ni纳米粒子被封装和限域在三维介孔SiO2内,阻止甲烷干重整反应条件下Ni纳米粒子的烧结和积碳。（3）在甲烷干重整制合成气的反应中,Ni基催化剂存在积碳导致严重失活的问题。这主要是因为C-H键解离导致的C*在催化剂表面的富集。而O*可以以CO的方式带走表面的C*,从而抑制催化剂积碳失活并且促进CH4的解离。而d带中心值可以一定程度上描述过渡金属对于O的吸附能力。我们首先使用理论计算得出其他金属M（M选自第ⅠB,ⅥB,ⅦB,Ⅷ,ⅢA,ⅣA族的元素,M=W,Mo,Ga,Sn,Re,In,Fe,Co,Rh,Pd,Ru,Cu,Ag,Au）部分取代Ni的Ni-M基合金的d带中心值,关联实验得出的甲烷平均转化率与d带中心值呈火山型曲线。由于NiIr的d带中心值处于火山型曲线的顶点附近,预测NiIr催化剂具有优异的催化干重整的性能。进一步对Ni和Ir的比例进行调整,选出最优的比例并研究NiIr/MgAl2O4催化剂的构效关系对于甲烷干重整和混合重整的影响。通过XRD、TGA、SEM、H2-TPR、TEM、TEM-mapping和EDX谱等表征,发现Ir的加入对Ni粒子的分散起促进作用并形成NiIr的合金,并且可以有效抑制反应过程中积碳的发生（积碳位点主要为Ni颗粒）。同时NiIr合金在反应过程中并未被积碳覆盖,保持了高活性与稳定性。将最优NiIr/MgAl2O4催化剂应用于煤制油尾气和焦炉煤气中CH4、CO2和H2O的混合重整,可得到氢碳比可调的合成气（氢碳比约为2）以适用于后续甲醇合成。不仅有利于大幅度的提高甲醇的收率（提高约50%）,且极大地减少了压缩机的能耗。本篇工作以理论计算指导甲烷干重整反应催化剂的筛选和合成具有的科学意义,且反应结果具有广阔的工业应用前景。
刘焜[8]（2020）在《碱土金属离子改性CeO2负载Ni催化剂CO2甲烷化性能研究》文中认为CO2催化加氢制甲烷是一种减少CO2排放、将CO2转化为高附加值低碳能源的有效方法,在环境保护、能源等领域均具有重要意义。但由于CO2甲烷化反应是典型的放热、体积缩小的反应。从热力学角度来看,低温更有利于反应向正向进行。CO2甲烷化反应中,需要将完全氧化的C还原成CH4、涉及八电子还原过程,因此该反应受到显着的动力学限制,因此制备具有低温下高活性的CO2甲烷化催化剂至关重要。本文着重从构效关系、活性位、反应机理来探究碱土金属掺杂CeO2负载Ni来提升催化剂的低温反应性能。阐述了不同碱土金属在催化剂表面的分散状态对活性金属镍的分散度、氧空位、中等强度碱中心的影响。主要内容和结果如下:第一部分:通过溶胶凝胶法制备了不同摩尔比CayCe1-yOx载体负载Ni催化剂用于CO2甲烷化反应。探究Ca2+掺杂CeO2负载Ni催化剂的晶格容量阈值效应。通过XRD外推法测得Ca2+在CeO2的晶格容量为0.404g CaCO3/g CeO2,对应的Ca:Ce摩尔比为89:11,Ca2+与氧化铈形成最大纯固溶体相时所得Ni/Ca0.1Ce0.9Ox催化剂具有最高CO2甲烷化活性,表明固溶体掺杂载体负载Ni基催化剂其反应性能呈现晶格容量阈值效应。此外通过Raman、XPS、EPR表征,发现氧空位和中等强度碱中心相关。此外in-situ FTIR结果表明CO2甲烷化在Ni/CeO2的反应路径为:CO3H*→HCOO*→CH4。第二部分:为了理解碱土金属在CO2甲烷化中起的作用及优化催化剂,通过溶胶凝胶法制备了不同碱土金属离子（M=Mg,Ca,Sr,Ba）,M/Ce摩尔比为1/9改性的Ni/M0.1Ce0.9Ox催化剂。不同碱土金属氧化物在载体表面存在状态不同,MgO和CaO可完全进入CeO2体相形成纯固溶体相,SrO和BaO则以碳酸盐形式分散在CeO2载体表面。所有碱土金属改性CeO2负载Ni催化剂的本征活性均得到提升,并遵循次序:Ni/Ca0.1Ce0.9Ox>Ni/Sr0.1Ce0.9Ox>Ni/Mg0.1Ce0.9Ox>Ni/Ba0.1Ce0.9Ox>Ni/CeO2。H2-TPR、H2-TPD 和 XPS 揭示了碱土金属氧化物改性可提高Ni的分散度,产生更多表面氧空位,提高中等强度碱中心的数量和强度,这是决定Ni/M0.1Ce0.9Ox催化剂本征活性的主要影响因素。催化剂Ni/Ca0.1Ce0.9Ox因具有最佳Ni分散度,最多中等强度碱中心从而呈现最佳活性。
段一菲,陈存壮,张军社,王新赫,魏进家[9]（2020）在《化学链小分子转化研究进展》文中研究说明化学链将一个化学反应分解成在同一反应器依次进行或在不同反应器同时进行的两个或多个独立的反应.反应物之间物质和能量的传递通过一个固体媒介实现,媒介中某一元素的价态在两个值之间循环变化.相比于传统化学反应过程,化学链反应过程具有效率高、安全性能高和操作灵活等优点.化学链曾经被用于商业化生产氧气、氢气和二氧化碳.进入21世纪以来,化学链用于小分子化学转化受到了研究人员的广泛关注.本文介绍了近年来这一领域的研究进展,重点总结了太阳能热化学分解H2O和CO2、化学链甲烷干/湿重整、晶格氧选择烧氢耦合脱氢和化学链合成氨的发展现状,并对化学链小分子化学转化面临的挑战进行了讨论.
石润坤[10]（2020）在《甲烷氧化偶联反应的研究进展》文中研究表明通过对于甲烷氧化偶联法制取乙烯的反应过程中的各方面性能研究,对其进行具体分析,探讨针对不同性能的催化剂对于反应产物的各方面影响来进行具体分析。同时对于不同反应条件下的不同反应方面的影响也进行细致的研究分析,通过对于甲烷氧化偶联反应过程中的催化剂的催化机理进行研究。
二、METHANE OXIDATIVE COUPLING OVERALKALINE-EARTH FLUORO-OXIDE CATALYSTS（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、METHANE OXIDATIVE COUPLING OVERALKALINE-EARTH FLUORO-OXIDE CATALYSTS（论文提纲范文）
（1）镧铈复合氧化物催化甲烷氧化偶联性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 甲烷制乙烯主要途径 |
| 1.2.1 甲烷间接转化制乙烯 |
| 1.2.2 甲烷直接转化制乙烯 |
| 1.3 甲烷氧化偶联反应热力学 |
| 1.4 甲烷氧化偶联反应机理 |
| 1.4.1 甲烷活化机制 |
| 1.4.2 活性氧物种的影响 |
| 1.4.3 表面碱性的影响 |
| 1.5 甲烷氧化偶联反应催化剂 |
| 1.5.1 碱金属及碱土金属改性的金属氧化物 |
| 1.5.2 Mn/Na_2WO_4/SiO_2多组分类催化剂 |
| 1.5.3 复合金属氧化物类催化剂 |
| 1.6 本文主要研究思路 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.1.1 气体及试剂 |
| 2.1.2 主要实验仪器 |
| 2.2 催化剂制备 |
| 2.3 催化剂反应性能评价 |
| 2.4 催化剂表征 |
| 2.4.1 X-射线粉末衍射(XRD) |
| 2.4.2 氮气物理吸-脱附(BET) |
| 2.4.3 X-射线光电子能谱(XPS) |
| 2.4.4 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.4.5 拉曼光谱(Raman spectroscopy) |
| 2.4.6 电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-OES) |
| 2.4.7 H_2-程序升温还原(H_2-TPR) |
| 2.4.8 CO_2程序升温脱附(CO_2-TPD) |
| 3 碱土金属改性的镧铈复合氧化物催化剂在OCM反应中的催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 催化剂制备 |
| 3.3 OCM反应性能测试 |
| 3.3.1 等体积浸渍法掺杂碱土金属催化剂的OCM反应性能测试 |
| 3.3.2 溶胶凝胶法掺杂碱土金属的催化剂的OCM反应性能测试 |
| 3.3.3 以不同制备方法掺杂碱土金属催化剂的OCM反应性能测试 |
| 3.4 催化剂表征 |
| 3.4.1 XRD与 N_2物理吸-脱附表征 |
| 3.4.2 拉曼表征 |
| 3.4.3 H_2-TPR表征 |
| 3.4.4 XPS表征 |
| 3.4.5 CO_2-TPD表征 |
| 3.5 反应稳定性测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 镧铈复合氧化物的形貌和计量比调控对OCM反应性能的影响研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 催化剂制备 |
| 4.2.1 带状形貌镧铈复合氧化物的制备 |
| 4.2.2 非化学计量比镧铈复合氧化物的制备 |
| 4.3 OCM反应性能测试 |
| 4.3.1 水热法制备的镧铈复合氧化物系列催化剂OCM反应性能测试 |
| 4.3.2 非化学计量比镧铈复合氧化物系列催化剂OCM反应性能测试 |
| 4.4 催化剂表征 |
| 4.4.1 XRD与 N_2物理吸-脱附表征 |
| 4.4.2 SEM表征 |
| 4.4.3 拉曼表征 |
| 4.4.4 H_2-TPR表征 |
| 4.4.5 CO_2-TPD表征 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 片状形貌钴氧化物低温存储氮氧化物研究 |
| A.1 引言 |
| A.2 实验部分 |
| A.2.1 催化剂制备 |
| A.2.2 催化剂表征 |
| A.2.3 NO_x存储性能测试 |
| A.3 结果与讨论 |
| A.3.1 Co基氧化物表征 |
| A.3.2 Co基氧化物催化活性 |
| A.3.3 DRIFTS和 CO_2-TPD研究 |
| A.3.4 催化剂结构与活性关联 |
| A.4 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）构建具有固定组成的复合氧化物催化材料用于甲烷氧化偶联制乙烯（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 甲烷氧化偶联反应机理及活性位点的研究 |
| 1.2.1 表面氧物种和氧空位 |
| 1.2.2 表面酸碱性 |
| 1.2.3 表面氧化还原性 |
| 1.3 甲烷氧化偶联反应催化剂研究进展 |
| 1.3.1 Mn/Na_2WO_4/SiO_2 |
| 1.3.2 Li/MgO |
| 1.3.3 稀土氧化物 |
| 1.3.4 ABO_3钙钛矿型复合氧化物 |
| 1.3.5 A_2B_2O_7烧绿石型复合氧化物 |
| 1.4 本文研究的主要内容及意义 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 原料试剂与实验部分 |
| 2.1.1 主要试剂和气体 |
| 2.1.2 主要实验仪器 |
| 2.2 催化剂的制备 |
| 2.3 甲烷氧化偶联活性评价装置 |
| 2.4 催化剂表征 |
| 2.4.1 X射线粉末晶体衍射(XRD) |
| 2.4.2 拉曼光谱(Raman) |
| 2.4.3 程序升温还原(H_2-TPR) |
| 2.4.4 程序升温脱附(TPD) |
| 2.4.5 电子自旋顺磁共振仪(EPR) |
| 2.4.6 原位红外测试(In stiu DRIFTS) |
| 2.4.7 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.4.8 CH_4连续脉冲反应 |
| 第3章 三种不同晶相结构的钙钛矿型锡酸锶催化剂(SrSnO_3, Sr_2SnO_4, Sr_3Sn_2O_7)用于甲烷氧化偶联制乙烯 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 催化剂的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 晶相结构鉴定 |
| 3.3.2 OCM反应性能测试结果 |
| 3.3.3 H_2-TPR测试 |
| 3.3.4 催化剂碱性测试 |
| 3.3.5 表面活性氧物种测试 |
| 3.3.6 氧离子电导率和氧空位形成能 |
| 3.3.7 结构分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 构建Y_2B_2O_7(B=Ti,Sn,Zr,Ce)烧绿石型复合氧化物催化剂用于甲烷氧化偶联制乙烯 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 催化剂的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 结构鉴定 |
| 4.3.2 OCM反应性能测试 |
| 4.3.3 酸碱性测试 |
| 4.3.4 活性氧物种测试 |
| 4.3.5 氧离子电导率测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（3）锰基载氧体用于甲烷化学链氧化偶联制烯烃的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 甲烷的转化路径 |
| 1.2.1 甲烷间接转化 |
| 1.2.1.1 甲烷水蒸气重整 |
| 1.2.1.2 甲烷干气重整 |
| 1.2.1.3 甲烷催化部分氧化 |
| 1.2.1.4 甲烷自热重整 |
| 1.2.1.5 甲烷化学链重整 |
| 1.2.2 甲烷直接转化 |
| 1.2.2.1 甲烷氧化偶联制烯烃 |
| 1.2.2.2 甲烷无氧芳构化制芳香族化合物 |
| 1.2.2.3 甲烷部分氧化制甲醇和甲醛 |
| 1.2.2.4 甲烷直接转化制取其他化学品 |
| 1.3 甲烷氧化偶联反应机理及其活性中心概述 |
| 1.3.1 表面氧物种 |
| 1.3.1.1 表面亲电氧物种 |
| 1.3.1.2 表面晶格氧物种 |
| 1.4 甲烷氧化偶联催化剂研究进展 |
| 1.4.1 碱金属改性碱土金属氧化物 |
| 1.4.2 稀土氧化物 |
| 1.4.3 复合氧化物 |
| 1.4.4 Mn/Na_2WO_4/SiO_2类催化剂 |
| 1.5 目前甲烷偶联反应面临的问题 |
| 1.6 甲烷化学链氧化偶联制取烯烃技术 |
| 1.7 本文研究的主要内容及意义 |
| 1.7.1 研究意义 |
| 1.7.2 研究内容 |
| 第二章 实验装置与方法 |
| 2.1 实验试剂与实验仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 催化剂的制备 |
| 2.3 催化剂的表征 |
| 2.3.1 X射线衍射表征(XRD) |
| 2.3.2 扫描电镜(SEM) |
| 2.3.3 比表面积测定(BET) |
| 2.3.4 程序升温还原(H_2-TPR) |
| 2.3.5 X射线光电子能谱仪(XPS) |
| 2.3.6 氧气程序升温脱附(O_2-TPD) |
| 2.3.7 元素分析(ICP) |
| 2.3.8 X射线荧光光谱仪(XRF) |
| 2.4 反应装置与数据分析 |
| 2.4.1 固定床反应装置及测试 |
| 2.4.2 载氧体反应性能评价指标 |
| 第三章 钙钛矿材料的初步筛选 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 载氧体的制备 |
| 3.3 载氧体表征和活性测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 碱金属修饰的LaMnO_3载氧体用于甲烷化学链氧化偶联制取烯烃 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 载氧体的制备 |
| 4.3 载氧体的表征 |
| 4.3.1 不同碱金属修饰的LaMnO_3载氧体 |
| 4.3.2 Na修饰LaMnO_3载氧体的表征 |
| 4.3.3 载氧体在甲烷化学链氧化偶联反应中的活性测试结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 碱金属修饰的Mg_6MnO_8载氧体用于甲烷化学链氧化偶联制取烯烃 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 载氧体的制备 |
| 5.3 载氧体的表征 |
| 5.3.1 载氧体的XRD和组分表征 |
| 5.3.2 载氧体在甲烷化学链氧化偶联反应中的活性测试结果 |
| 5.4 载氧体反应机理分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点与特色 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）La2Ce2O7复合氧化物催化剂用于甲烷氧化偶联制乙烯（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 甲烷氧化偶联反应机理及活性位点的研究 |
| 1.2.1 甲烷氧化偶联氧物种的研究发展 |
| 1.2.2 表面酸碱性 |
| 1.3 几种经典的甲烷氧化偶联催化剂发展历程 |
| 1.3.1 Mn/Na_2WO_4/SiO_2催化剂 |
| 1.3.2 Li/MgO催化剂 |
| 1.3.3 稀土氧化物 |
| 1.3.4 A_2B_2O_7复合物 |
| 1.4 本文研究的主要内容及意义 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 原料试剂与实验部分 |
| 2.1.1 主要试剂和气体 |
| 2.1.2 主要实验仪器 |
| 2.2 催化剂的制备 |
| 2.3 甲烷氧化偶联活性评价装置 |
| 2.4 催化剂表征 |
| 2.4.1 X射线粉末晶体衍射(XRD) |
| 2.4.2 拉曼光谱 |
| 2.4.3 比表面及孔隙分析(ASAP-2020) |
| 2.4.4 程序升温还原 |
| 2.4.5 程序升温脱附(TPD) |
| 2.4.6 电子自旋顺磁共振仪 |
| 2.4.7 原位红外测试(In stiu DRIFTS) |
| 2.4.8 X射线光电子能谱(XPS) |
| 第3章 通过优化制备方法制备La_2CeO_7催化剂用于低温甲烷氧化偶联 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 催化剂制备 |
| 3.2.1 La_2CeO_7-CP催化剂的制备 |
| 3.2.2 La_2Ce_2O_7-HT催化剂的制备 |
| 3.2.3 La_2Ce2O_7-GNC催化剂的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 La_2Ce_2O_7催化剂的XRD和拉曼研究 |
| 3.3.2 La_2C_2O_7催化剂的N_2吸附-脱附结果分析 |
| 3.3.3 La_2Ce_2O_7催化剂的反应性能 |
| 3.3.4 La_2C_2O_7催化剂的H_2-TPR研究 |
| 3.3.5 La_2Ce_2O_7催化剂的O_2-TPD和EPR研究 |
| 3.3.6 用原位DRIFTS探测La_2C_2O_7催化剂上的活性氧位点和中间体 |
| 3.3.7 XPS研究La_2C_2O7催化剂的表面性质 |
| 3.3.8 通过CO_2-TPD测量La_2CeO_7催化剂的表面碱度 |
| 3.4 结论 |
| 第4章 La_2O_3和CeO_2纯氧化物及其简单混合物与La_2CeO_7复合氧化物催化剂用于甲烷氧化偶联反应性能的比较 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 催化剂制备 |
| 4.2.1 La_2O_3、CeO_2纯氧化物及La_2C_2O_7复合氧化物的制备 |
| 4.2.2 La_2O_3和CeO_2混合物的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 La_2O_3和CeO_2纯氧化物及其简单混合物与La_2Ce_2O_7复合氧化物催化剂BET和XRD结果分析 |
| 4.3.2 La_2O_3和CeO_2纯氧化物以及简单混合物与La_2Ce_2O_7复合氧化物催化剂拉曼结果分析 |
| 4.3.3 La_2O_3和CeO_2纯氧化物以及简单混合物与La_2Ce_2O_7复合氧化物催化剂反应性能测试结果 |
| 4.3.4 La_2O_3和CeO_2纯氧化物以及简单混合物与La_2CeO_7复合氧化物催化剂XPS O1s结果 |
| 4.3.5 La_2O_3和CeO纯氧化物以及简单混合物与La_2CeO_7复合氧化物催化剂CO_2-TPD表征结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（5）煤热解与甲烷氧化偶联反应耦合过程研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 煤热解 |
| 1.1.1 煤热解过程 |
| 1.1.2 煤热解机理 |
| 1.1.3 煤热解影响因素 |
| 1.2 气氛对热解过程的影响 |
| 1.2.1 氢气对煤热解过程的影响 |
| 1.2.2 甲烷对煤热解过程的影响 |
| 1.2.3 氧气对煤热解过程的影响 |
| 1.3 甲烷氧化偶联反应 |
| 1.3.1 甲烷氧化偶联反应研究进展 |
| 1.3.2 甲烷氧化偶联反应中催化剂的研究 |
| 1.3.3 甲烷氧化偶联反应机理 |
| 1.4 选题依据及研究内容 |
| 1.4.1 选题依据 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 实验装置与方法 |
| 2.1 实验药品与仪器 |
| 2.1.1 实验药品 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2实验装置与热解实验 |
| 2.2.1 实验装置 |
| 2.2.2 煤热解实验 |
| 2.2.3 产物收率计算 |
| 2.3 样品的分析及表征 |
| 2.3.1 工业分析 |
| 2.3.2 元素分析 |
| 2.3.3 热重分析 |
| 2.3.4 模拟蒸馏分析 |
| 2.3.5 GC-MS分析 |
| 2.3.6 核磁分析 |
| 2.3.7 XRD分析 |
| 2.3.8 物理吸附-脱附 |
| 第三章 CH_4气氛对热解特性的影响研究 |
| 3.1 煤样的制备与分析 |
| 3.2 CH_4 气氛对煤热解焦油产率的影响 |
| 3.3 CH_4 气氛对焦油组成及品质的影响 |
| 3.3.1 CH_4 气氛对焦油馏分分布的影响 |
| 3.3.2 CH_4 气氛对热解焦油组成的影响 |
| 3.3.3 CH_4 气氛下焦油的核磁共振的分析 |
| 3.4 CH_4 气氛对热解半焦的影响 |
| 3.4.1 热解半焦中元素分析 |
| 3.4.2 半焦热重的分析 |
| 3.4.3 半焦的N_2 吸附分析 |
| 3.4.4 半焦的XRD分析 |
| 3.5 CH_4 在煤中低温热解阶段的作用 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 甲烷与氧气混合气氛对煤热解特性的影响 |
| 4.1 混合气氛对淖毛湖煤热解焦油产物产率的影响 |
| 4.2 混合气氛对淖毛湖煤热解焦油组成及性质的影响 |
| 4.2.1 模拟蒸馏分析 |
| 4.2.2 GC/MS分析 |
| 4.2.3 核磁共振分析 |
| 4.3 混合气氛对淖毛湖煤热解半焦结构的影响 |
| 4.3.1 元素分析 |
| 4.3.2 热重分析 |
| 4.3.3 N_2 吸附分析 |
| 4.3.4 XRD分析 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 煤热解与甲烷氧化偶联反应耦合过程探索 |
| 5.1 实验部分 |
| 5.1.1 催化剂的制备 |
| 5.1.2 煤热解与甲烷氧化偶联反应耦合过程 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.2.1 OCM过程对热解焦油产率的影响 |
| 5.2.2 OCMP过程煤焦油馏分分布的影响 |
| 5.2.3 OCMP过程煤焦油组分的影响 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（6）改性Mn/Na2WO4/SiO2催化剂的甲烷氧化偶联催化性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 甲烷的工业化 |
| 1.3 甲烷氧化偶联制乙烯反应的催化剂体系 |
| 1.3.1 碱金属或碱土金属氧化物 |
| 1.3.2 稀土金属氧化物 |
| 1.3.3 过渡金属氧化物 |
| 1.3.4 复合氧化物以及其他类型催化剂 |
| 1.4 甲烷氧化偶联反应机理及活性中心 |
| 1.4.1 甲烷的活化和活性氧物种 |
| 1.4.2 表面碱性 |
| 1.5 本文研究的主要内容及意义 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 实验原料与设备 |
| 2.1.1 实验原料及试剂 |
| 2.1.2 实验室仪器及设备 |
| 2.2 催化剂的表征 |
| 2.2.1 多晶粉末X射线衍射仪(XRD) |
| 2.2.2 射线光电子能谱(XPS) |
| 2.2.3 CO_2、O_2程序升温脱附 |
| 2.2.4 拉曼光谱仪(Raman) |
| 2.2.5 氮气脱附测试 |
| 2.2.6 透射电镜(TEM) |
| 2.2.7 扫描电镜(SEM) |
| 2.3 评价装置及条件 |
| 第3章 六方氮化硼掺杂Na_2WO_4-Mn/SiO_2催化剂对性能的影响 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 W-Mn/SiO_2-BN_x催化剂的制备 |
| 3.2.2 W-Mn/SiO_2-BN_x催化剂的OCM反应性能评价 |
| 3.2.3 h-BN含量对Na_2WO_4-Mn/SiO_2催化剂性能的影响 |
| 3.2.4 空速对W-Mn/SiO2-BN_x催化剂OCM反应性能的影响 |
| 3.2.5 反应温度对W-Mn/SiO_2-BN_x催化剂甲烷氧化性能的影响 |
| 3.2.6 不同制备方法对W-Mn/SiO_2-BN_(1.0)催化剂OCM反应性能的影响 |
| 3.2.7 W-Mn/SiO_2-BN_x催化剂稳定性研究 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 W-Mn/SiO_2-BN_x催化剂表征分析 |
| 3.4 结论 |
| 第4章 不同SiO_2载体负载Mn-Na_2WO_4对催化剂性能的的影响 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 原料 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 不同SiO_2载体表征分析 |
| 4.3.2 催化剂的性能评价 |
| 4.3.3 催化剂的表征分析 |
| 4.4 结论 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 在学期间学术论文发表及研究成果 |
（7）甲烷干重整催化剂的设计及其在工业尾气转化中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 甲烷偶联制乙烯 |
| 1.2 部分氧化制甲醇等含氧化合物 |
| 1.2.1 均相催化体系 |
| 1.2.2 多相催化体系 |
| 1.3 甲烷脱氢芳构化 |
| 1.3.1 甲烷脱氢芳构化催化剂的载体 |
| 1.3.2 用其他金属或氧化物助剂来对催化剂进行修饰 |
| 1.3.3 消除反应积碳以提高催化剂寿命 |
| 1.3.4 新型反应器结合甲烷脱氢芳构化反应 |
| 1.4 甲烷干重整制合成气 |
| 1.4.1 干重整基元反应步骤及热力学分析 |
| 1.4.2 甲烷和二氧化碳活化的活性位点 |
| 1.4.3 催化剂的失活机制 |
| 1.4.4 合金对干重整反应性能的影响 |
| 1.4.5 载体与助剂对干重整反应性能的影响 |
| 1.4.6 构建金属-载体强相互作用 |
| 1.4.7 单原子催化剂在干重整中的应用 |
| 1.4.8 新型甲烷重整反应系统的设计应用 |
| 1.5 选题意义和研究内容 |
| 第二章 限域Ni/MCM-41 催化抗积碳和金属烧结的甲烷干重整反应 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验药品 |
| 2.2.2 MCM-41 的合成 |
| 2.2.3 浸渍法制备Ni/MCM-41 催化剂 |
| 2.2.4 催化剂的表征 |
| 2.2.5 催化剂性能测试 |
| 2.2.6 反应后催化剂的表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 MCM-41 载体的结构和形态特性 |
| 2.3.2 Ni/MCM-41 催化剂的结构和形态特性表征 |
| 2.3.3 干重整反应性能测试 |
| 2.3.4 反应后催化剂的表征 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 限域Ni/SiO_2 三维介孔催化剂用于甲烷干重整 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验药品 |
| 3.2.2 催化剂的合成 |
| 3.2.3 表征 |
| 3.2.4催化剂性能测试实验 |
| 3.2.5 反应后催化剂的表征 |
| 3.2.6 DFT计算 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 一锅法制备Ni/SiO_2 催化剂 |
| 3.3.2 催化剂的形态结构表征 |
| 3.3.3 干重整催化反应性能测试 |
| 3.3.4 反应后催化剂的表征 |
| 3.3.5 DFT理论计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 双金属NiIr/MgAl_2O_4 催化的甲烷混合重整及其工业应用 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验药品 |
| 4.2.2 催化剂的合成 |
| 4.2.3 NiM催化剂d带中心值的计算 |
| 4.2.4 催化剂性能测试实验 |
| 4.2.5 催化剂的表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 通过d带中心值预测双金属催化剂的催化性能 |
| 4.3.2 NiIr/MgAl_2O_4 催化剂中Ir含量的调控 |
| 4.3.3 NiIr/MgAl_2O_4 催化剂干重整反应前后的表征 |
| 4.3.4 理论计算验证NiIr合金对甲烷干重整反应的活性与活化能 |
| 4.4 NiIr/MgAl_2O_4 催化工业尾气(煤制油尾气和焦炉煤气)与CO_2和H_2O的混合重整转化 |
| 4.4.1 煤制油尾气与CO_2和H_2O混合重整制备合成气 |
| 4.4.2 焦炉煤气与CO_2和H_2O混合重整制备合成气 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）碱土金属离子改性CeO2负载Ni催化剂CO2甲烷化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 CO_2甲烷化反应研究概述 |
| 1.2.1 CO_2甲烷化反应研究意义 |
| 1.2.2 CO_2甲烷化催化剂研究进展 |
| 1.2.2.1 负载型贵金属催化剂 |
| 1.2.2.2 负载型Ni基催化剂 |
| 1.2.3 CO_2甲烷化反应机理研究进展 |
| 1.3 CeO_2基催化剂CO_2甲烷化性能研究概述 |
| 1.3.1 调控载体的碱中心 |
| 1.3.2 调控载体的氧空位 |
| 1.3.3 Ni活性组分与载体的相互作用 |
| 1.4 本文主要研究内容及意义 |
| 第2章 实验方法与数据处理 |
| 2.1 仪器设备与原料试剂 |
| 2.1.1 仪器设备 |
| 2.1.2 原料试剂 |
| 2.2 催化剂表征 |
| 2.2.1 X射线粉末晶体衍射(XRD) |
| 2.2.2 比表面及空隙度分析(ASAP-2020) |
| 2.2.3 拉曼光谱(Raman) |
| 2.2.4 程序升温脱附(CO_2-TPD) |
| 2.2.5 X射线光电子能谱测试(XPS) |
| 2.2.6 透射电镜(TEM) |
| 2.2.7 原位红外(in-si FTIR) |
| 2.3 催化剂活性评价 |
| 第3章 Ca~(2+)掺杂CeO_2负载Ni催化剂CO_2甲烷化性能研究:探究Ca~(2+)掺杂的晶格容量阈值效应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 催化剂制备 |
| 3.2.1 Ca_yCe_(1-y)O_x固溶体载体合成 |
| 3.2.2 Ni/Ca_yCe_(1-y)O_x催化剂合成 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 XRD测定Ca_yCe_(1-y)O_x固溶体结构并计算其晶格容量 |
| 3.3.2 XRD分析催化剂NiO/Ni晶粒 |
| 3.3.3 N_2-BET分析催化剂比表面积和孔结构 |
| 3.3.4 催化剂活性测试 |
| 3.3.5 Raman,EPR,XPS探究催化剂结构和元素分布 |
| 3.3.6 H_2-TPR探究催化剂氧化还原性能 |
| 3.3.7 H_2-TPD分析活性组分Ni |
| 3.3.8 CO_2-TPD分析催化剂碱中心 |
| 3.3.9 In-situ FTIR探究反应机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 碱土金属氧化物在载体表面的分布状态及对Ni/CeO_2甲烷化性能影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 催化剂制备 |
| 4.2.1 M_(0.1)Ce_(0.9)O_x(M= Mg,Ca,Sr,Ba)载体制备 |
| 4.2.2 Ni/M_(0.1)Ce_(0.9)O_x催化剂制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 XRD探究M_(0.1)Ce_(0.9)O_x物相 |
| 4.3.2 STEM-mapping分析碱土金属在载体上的分布 |
| 4.3.3 N_2-BET, Raman,XPS分析催化剂结构和表面元素组成 |
| 4.3.4 Ni/M_(0.1)Ce_(0.9)O_x催化剂活性测试 |
| 4.3.5 XRD分析催化剂NiO/Ni晶粒 |
| 4.3.6 H_2-TPD测定催化剂Ni分散度 |
| 4.3.7 H_2-TPR探究催化剂氧化还原性能 |
| 4.3.8 CO_2-TPD分析催化剂表面碱中心 |
| 4.3.9 氧空位与中等强度碱中心的关联分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间的科研成果 |
（9）化学链小分子转化研究进展（论文提纲范文）
| 1引言 |
| 2 CO2/H2O分解 |
| 2.1 氧化铈基载氧体 |
| 2.2 ZnO载氧体 |
| 2.3 尖晶石载氧体 |
| 2.4 钙钛矿载氧体 |
| 3 甲烷干/湿重整 |
| 3.1 铈基载氧体 |
| 3.2 钙钛矿载氧体 |
| 4 甲烷氧化偶联 |
| 5 甲烷芳构化 |
| 6 轻质烷烃脱氢 |
| 7 乙烯环氧化 |
| 8 合成氨 |
| 9 总结与展望 |
（10）甲烷氧化偶联反应的研究进展（论文提纲范文）
| 1 甲烷氧化互联反应研究工作重点 |
| 2 不同催化剂的催化性能 |
| 2.1 二元碱土金属复合体系催化剂催化性能 |
| 2.2 碱金属掺杂的碱土金属氧化物催化剂的催化性能 |
| 2.3 稀土金属掺与的碱土金属催化剂催化性能 |
| 3 甲烷氧化偶联反应催化机理的初步探讨 |
| 4 甲烷氧化偶联反应的发展与展望 |
| 5 结语 |
四、METHANE OXIDATIVE COUPLING OVERALKALINE-EARTH FLUORO-OXIDE CATALYSTS（论文参考文献）
- [1]镧铈复合氧化物催化甲烷氧化偶联性能研究[D]. 武国号. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]构建具有固定组成的复合氧化物催化材料用于甲烷氧化偶联制乙烯[D]. 习蓉. 南昌大学, 2021
- [3]锰基载氧体用于甲烷化学链氧化偶联制烯烃的实验研究[D]. 蒋仕灿. 桂林理工大学, 2021
- [4]La2Ce2O7复合氧化物催化剂用于甲烷氧化偶联制乙烯[D]. 张艳. 南昌大学, 2020(01)
- [5]煤热解与甲烷氧化偶联反应耦合过程研究[D]. 石润坤. 西安石油大学, 2020(12)
- [6]改性Mn/Na2WO4/SiO2催化剂的甲烷氧化偶联催化性能的研究[D]. 张琦. 西北师范大学, 2020(12)
- [7]甲烷干重整催化剂的设计及其在工业尾气转化中的应用研究[D]. 田井清. 华东师范大学, 2020(11)
- [8]碱土金属离子改性CeO2负载Ni催化剂CO2甲烷化性能研究[D]. 刘焜. 南昌大学, 2020(01)
- [9]化学链小分子转化研究进展[J]. 段一菲,陈存壮,张军社,王新赫,魏进家. 中国科学:化学, 2020(03)
- [10]甲烷氧化偶联反应的研究进展[J]. 石润坤. 云南化工, 2020(02)