掺杂型负载金属催化剂在甲烷裂解反应中的研究进展

【摘要】：甲烷催化裂解反应能够同时制取不含碳氧化物的高纯氢和纳米碳材料,引起研究界的广泛关注。Ni、Fe和Co是常用的甲烷裂解反应的催化剂的活性组分,但单活性组分的负载型金属催化剂往往存在转化率低和寿命短等缺点,通过催化剂的设计改进其性能是催化剂研究工作的重要方向之一。除了制备方法的选择和反应条件的优化,利用不同金属组分性质间的差异,在其中引入第二或第三组分,同样能够有效改善催化剂的性能。对掺杂型负载金属催化剂的研究进行了综述。概述了催化剂的失活机理及模型(活性位覆盖模型和孔道口堵塞模型),以及如何从失活原因出发进行掺杂型负载金属催化剂的设计。根据掺杂元素作用方式不同,分类介绍了当前掺杂型负载金属催化剂的主要研究成果及其未来的发展方向。 【作者单位】： 天津大学化工学院 天津市应用催化科学与工程重点实验室;
【关键词】： 甲烷催化裂解 失活机理 掺杂型金属催化剂 积碳 制氢
【基金】：国家自然科学基金(20901056) 天津市自然科学基金(11JCYBJC04000) 天津大学自主创新基金(1002029)
【分类号】：TQ116.2;TQ127.11
【正文快照】： 甲烷催化裂解(MCD)因其能够通过一步反应制取氢气和纳米碳材料,在近年得到了广泛的关注与研究[1-3]。由于原料气不存在含氧物质,因此产物氢气中碳氧化物的含量很低,所制取的高纯氢气非常适合应用在对CO敏感的中低温氢燃料电池中,如质子交换膜燃料电池(PEMFC)和碱性燃料电池(AF

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