摻雜型負載金屬催化劑在甲烷裂解反應(yīng)中的研究進展

【摘要】：甲烷催化裂解反應(yīng)能夠同時制取不含碳氧化物的高純氫和納米碳材料,引起研究界的廣泛關(guān)注。Ni、Fe和Co是常用的甲烷裂解反應(yīng)的催化劑的活性組分,但單活性組分的負載型金屬催化劑往往存在轉(zhuǎn)化率低和壽命短等缺點,通過催化劑的設(shè)計改進其性能是催化劑研究工作的重要方向之一。除了制備方法的選擇和反應(yīng)條件的優(yōu)化,利用不同金屬組分性質(zhì)間的差異,在其中引入第二或第三組分,同樣能夠有效改善催化劑的性能。對摻雜型負載金屬催化劑的研究進行了綜述。概述了催化劑的失活機理及模型(活性位覆蓋模型和孔道口堵塞模型),以及如何從失活原因出發(fā)進行摻雜型負載金屬催化劑的設(shè)計。根據(jù)摻雜元素作用方式不同,分類介紹了當(dāng)前摻雜型負載金屬催化劑的主要研究成果及其未來的發(fā)展方向。 【作者單位】： 天津大學(xué)化工學(xué)院 天津市應(yīng)用催化科學(xué)與工程重點實驗室;
【關(guān)鍵詞】： 甲烷催化裂解 失活機理 摻雜型金屬催化劑 積碳 制氫
【基金】：國家自然科學(xué)基金(20901056) 天津市自然科學(xué)基金(11JCYBJC04000) 天津大學(xué)自主創(chuàng)新基金(1002029)
【分類號】：TQ116.2;TQ127.11
【正文快照】： 甲烷催化裂解(MCD)因其能夠通過一步反應(yīng)制取氫氣和納米碳材料,在近年得到了廣泛的關(guān)注與研究[1-3]。由于原料氣不存在含氧物質(zhì),因此產(chǎn)物氫氣中碳氧化物的含量很低,所制取的高純氫氣非常適合應(yīng)用在對CO敏感的中低溫氫燃料電池中,如質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)和堿性燃料電池(AF

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