以Fe_2O_3為活性組分的甲烷燃燒催化劑的研究

【摘要】： 本論文主要研究了以Fe_2O_3為活性組分，以不同的氧離子傳導(dǎo)材料和儲氧材料為載體的整體式燃燒催化劑在甲烷催化燃燒中的催化性能。并且討論了不同的反應(yīng)條件對兩種類型的催化劑催化活性的影響。通過XPS、TPR等技術(shù)研究造成催化劑活性不同的原因以及經(jīng)過高溫老化以后失活的機(jī)理。 研究結(jié)果表明，在以Fe_2O_3為活性組分具有氧離子傳導(dǎo)功能的YSZ-Al_2O_3為載體制備的催化劑在老化前后催化活性的順序為Fe_2O_3／YSZ-Al_2O_3＞Fe_2O_3／ZrO_2-Al_2O_3＞Fe_2O_3／γ-Al_2O_3。說明ZrO_2和Y_2O_3的加入能夠增強(qiáng)催化劑的催化活性以及抗老化的性能。XPS結(jié)果表明ZrO_2和Y_2O_3的同時添加能增加和穩(wěn)定Fe_2O_3的表面濃度，從而導(dǎo)致催化劑的高活性和高穩(wěn)定性。 Fe_2O_3為活性組分，以儲氧材料CeO_2-ZrO_2作載體，制得Fe_2O_3／CeO_2-ZrO_2催化劑。在載體中添加E和M。結(jié)果表明將E和M同時加入載體中，比載體中單獨加E和單獨加M的催化劑活性有明顯提高。E的加入可以減弱M與Fe_2O_3的相互作用，減少了FeMO_2的生成。M多種價態(tài)的轉(zhuǎn)變成為提高催化劑活性的關(guān)鍵因素。 對于以氧離子傳導(dǎo)材料和儲氧材料為載體的兩種甲烷燃燒催化劑，在一定的反應(yīng)條件下具有有最佳的催化效果：空速為6000h~(-1)，反應(yīng)氣的烷氧比為1：4，稀釋氣含量為60％。 【關(guān)鍵詞】：甲烷催化燃燒 Fe_2O_3 催化活性 氧傳導(dǎo)材料 儲氧材料 反應(yīng)條件
【學(xué)位授予單位】：四川大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號】：O643.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• 1 前言6-16
• 1.1 本論文的目的和意義6-7
• 1.2 文獻(xiàn)綜述及發(fā)展?fàn)顩r7-14
• 1.3 論文構(gòu)想14-16
• 2 實驗部分16-19
• 2.1 主要試劑16
• 2.2 催化劑的制備16-17
• 2.3 催化劑的表征17-19
• 3 結(jié)果與討論19-40
• 3.1 含氧離子傳導(dǎo)材料的催化劑性能研究19-24
• 3.1.1 催化劑的反應(yīng)性能19-21
• 3.1.2 催化劑的H_2-TPR測定結(jié)果21-23
• 3.1.3 催化劑的XPS測定結(jié)果23-24
• 3.2 含儲氧材料的催化劑性能研究24-34
• 3.2.1 載體中加入E25-28
• 3.2.2 載體中加入M28-31
• 3.2.3 載體中同時加入E和M31-34
• 3.3 反應(yīng)條件對兩種催化劑反應(yīng)性能的影響34-40
• 3.3.1 空速的影響34-36
• 3.3.2 不同烷氧比的影響36-37
• 3.3.3 稀釋氣的影響37-40
• 4 結(jié)論40-42
• 參考文獻(xiàn)42-46
• 致謝46-47
• 附1: 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文47-48
• 附2: 聲明48

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