甲烷在炭黑上催化裂解的热重研究

【摘要】：采用几种商用炭黑作为甲烷催化裂解反应的催化剂并进行了测试,使用热重分析法研究了甲烷裂解反应过程中炭黑样品活性的变化,并用氮气吸附脱附法、X射线衍射仪和扫描电镜分别分析了样品孔结构、晶体结构及微观特征随反应的变化.所测试的样品在1 073~1 173 K的温度下有较强的初始反应活性,随后反应活性随着增重增加而下降,一段时间后,活性降低30%~40%.得到了动力学参数:反应级数为0.5,活化能为213~222 kJ/mol.积炭使炭黑球粒径增长,并降低了比表面积和总表面积.甲烷在炭黑上裂解存在两个反应阶段,两个阶段活性中心的性质不同. 【作者单位】： 清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室;
【关键词】： 炭黑 甲烷催化裂解 氢气 失活 热重分析 活性中心 比表面积 甲烷裂解 活化能 初始反应速率
【基金】：国家高技术研究发展计划(863)资助项目(2003AA501330)
【分类号】：O621.2
【正文快照】： 天然气水蒸气重整(SMR)是当前最主要的制氢工艺.传统SMR工艺包含了CO的变换装置和氢气的分离净化装置,反应同时会产生一定量的CO2温室气体.天然气的裂解反应只生成炭和氢气,反应本身几乎不生成COx,不需要CO的变换反应和CO2处理装置,氢气与甲烷的分离也比SMR合成气简单,因此这

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