Pd基催化剂用于甲烷催化燃烧的实验研究

【摘要】： 能源和环境是21世纪的两大主题。甲烷催化燃烧是一种高效、清洁的燃烧方式,可实现能源高效转化和污染物超低排放,是解决能源和环境问题的有效手段。 本文采用等体积浸渍法制备了一系列以贵金属Pd为活性组分,γ-Al_2O_3为载体,并分别添加稀土元素La、Ce、Y、Sm、Eu和Gd等的甲烷燃烧催化剂。用稳定流动微量催化色谱法对催化剂的甲烷燃烧活性进行评价。分析研究不同Pd负载量、不同Pd前驱体、不同催化助剂以及不同煅烧温度等对催化剂甲烷燃烧活性的影响。研究2Pd/γ-Al_2O_3(500℃)和2Pd/γ-Al_2O_3(1000℃)两种催化剂的甲烷催化燃烧稳定性。 研究结果表明,该系列Pd基催化剂对甲烷催化燃烧具有较好的活性和稳定性,各种稀土元素的掺杂对催化剂的活性和稳定性具有一定的改善作用。 【关键词】：Pd 催化剂 γ-Al_2O_3 稀土元素 掺杂 催化燃烧 甲烷
【学位授予单位】：华北电力大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：O643.36
【目录】：

• 中文摘要3
• 英文摘要3-5
• 第一章 引言5-15
• 1.1 世界和中国天然气资源及利用状况5-10
• 1.2 天然气传统燃烧方式及其存在的问题10-14
• 1.2.1 天然气传统燃烧方式10-11
• 1.2.2 天然气传统燃烧方式存在的问题11-14
• 1.3 本课题的主要研究内容及其意义14-15
• 第二章 甲烷催化燃烧简介15-34
• 2.1 催化燃烧基本原理15-17
• 2.2 催化燃烧技术与能源利用和环境保护的关系17-20
• 2.3 甲烷催化燃烧研究进展20-34
• 2.3.1 甲烷催化燃烧动力学20-25
• 2.3.2 甲烷燃烧催化剂研究进展25-33
• 2.3.3 甲烷催化燃烧研究新领域33-34
• 第三章 实验部分34-41
• 3.1 催化剂设计34-37
• 3.2 实验用部分仪器及原料试剂37-38
• 3.3 催化剂制备38
• 3.4 催化剂活性测试评价38-41
• 第四章 实验结果与讨论41-59
• 4.1 消除催化剂床层内外扩散影响的预实验41-44
• 4.1.1 外扩散限制的消除41-42
• 4.1.2 内扩散限制的消除42-43
• 4.1.3 催化剂颗粒直径与反应管直径的关系43-44
• 4.2 不同 Pd 负载量对催化剂燃烧活性的影响44-46
• 4.3 以 Pd(NO_3)_2和 PdCl_2为 Pd 前驱体制备的催化剂活性比较46-48
• 4.4 添加稀土元素 La、Ce 对 Pd/γ-Al_20_3 催化剂性能的影响48
• 4.5 稀土 Y、Sm、Eu、Gd 对Pd/γ-Al_20_3 催化剂甲烷燃烧特性的影响48-50
• 4.6 高温煅烧处理对 Pd 基催化剂甲烷燃烧特性的影响50-57
• 4.6.1 高温处理对不同负载量 Pd 基催化剂甲烷燃烧特性的影响50-52
• 4.6.2 高温煅烧对不同 Pd 源和不同助剂催化剂甲烷燃烧特性的影响52-57
• 4.7 催化剂甲烷催化燃烧高温稳定性57-59
• 第五章 结论与展望59-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-66
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况66

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