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快速焦耳加热技术在电解水催化剂领域应用的研究进展
1
作者 张玉梅 娄沙 孟祥东 《材料导报》 北大核心 2026年第7期27-38,共12页
快速焦耳加热技术因其快热快冷、低能耗和对材料微观结构的精确调控等优势,近年来在电解水催化剂制备领域展现出广泛的应用潜力。本文系统综述了快速焦耳加热技术的基本原理、分类、特点、设备以及在析氢反应(Hydrogen evolution reacti... 快速焦耳加热技术因其快热快冷、低能耗和对材料微观结构的精确调控等优势,近年来在电解水催化剂制备领域展现出广泛的应用潜力。本文系统综述了快速焦耳加热技术的基本原理、分类、特点、设备以及在析氢反应(Hydrogen evolution reaction,HER)、析氧反应(Oxygen evolution reaction,OER)和双功能催化剂制备中的研究进展,重点讨论了该技术在提升催化活性和长期稳定性方面的优势,介绍了本团队相关的研究成果,同时提出了该技术目前遇到的挑战,并进行了展望,旨在为开发高效、稳定的电解水催化剂提供新的思路。 展开更多
关键词 快速焦耳加热技术 电解水催化剂 析氢反应 析氧反应
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食品级二氧化碳装置脱烃催化剂的运行总结
2
作者 陈健 胡燕 +7 位作者 杨同 徐美楠 魏华 孟坚 罗毅 胡磊 沈建冲 刘华伟 《化工设计通讯》 2026年第2期7-12,共6页
文章总结了近五年国内三套典型食品级二氧化碳装置脱烃催化剂的最新运行情况。三套装置均采用杭州快凯高效节能新科技有限公司和华烁科技股份有限公司联合开发的食品级二氧化碳全套工艺包,以及华烁科技股份有限公司的专利产品THC-2型脱... 文章总结了近五年国内三套典型食品级二氧化碳装置脱烃催化剂的最新运行情况。三套装置均采用杭州快凯高效节能新科技有限公司和华烁科技股份有限公司联合开发的食品级二氧化碳全套工艺包,以及华烁科技股份有限公司的专利产品THC-2型脱烃催化剂。脱烃装置稳定运行的结果表明,在操作温度为360~400℃时,脱烃塔出口总烃含量<20×10^(-6),苯含量<10×10^(-9),满足食品级二氧化碳的质量指标要求。此外,催化剂操作弹性大、稳定性好,部分装置的催化剂运行寿命已超过4 a且仍能正常使用。 展开更多
关键词 THC-2型脱烃催化剂 食品级二氧化碳 运行数据
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锆基铁酸锰催化膜活化PDS降解水中左氧氟沙星
3
作者 聂发辉 崔培涛 +2 位作者 王励卿 杨昱清 刘占孟 《水处理技术》 北大核心 2026年第3期39-45,共7页
针对左氧氟沙星(LEV)在水环境中引发的抗生素污染问题,本研究通过低温共沉淀结合加压过滤技术,将锆基铁酸锰纳米颗粒(ZrO_(2)/MnFe_(2)O_(4))负载于商用陶瓷膜(CM),构建了高效活化过硫酸盐(PDS)的非均相类芬顿催化膜体系。实验表明,在... 针对左氧氟沙星(LEV)在水环境中引发的抗生素污染问题,本研究通过低温共沉淀结合加压过滤技术,将锆基铁酸锰纳米颗粒(ZrO_(2)/MnFe_(2)O_(4))负载于商用陶瓷膜(CM),构建了高效活化过硫酸盐(PDS)的非均相类芬顿催化膜体系。实验表明,在铁锆摩尔比为10、初始pH为8.5、PDS浓度为1 mmol/L及催化剂负载量35 mg条件下,80 min内LEV去除率达91.34%(初始浓度20 mg/L)。自由基淬灭实验与自由基捕获实验证实,硫酸根自由基主导降解过程,协同羟基自由基与超氧自由基实现LEV高效矿化。金属离子浸出实验表明,负载工艺显著降低了铁锰离子浸出(浸出浓度<0.01 mg/L)。共存阴离子及天然有机物存在下的LEV降解实验表明,共存阴离子及EDTA(乙二胺四乙酸)对体系抑制作用有限(最终去除率>75%),而低浓度的腐殖酸(HA)可轻微提升自由基产率。锆基铁酸锰催化膜在4次循环后仍保持75%以上的LEV去除率,展现出优异的循环稳定性。最后结合XPS表征结果给出了催化机理。 展开更多
关键词 锆基铁酸锰 催化膜 过硫酸盐 LEV 类芬顿工艺
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稀土Sm掺杂对Cu-SSZ-39分子筛的结构调控及NH_(3)-SCR性能增强机理
4
作者 李渊 杨东旭 曹依凡 《天津工业大学学报》 北大核心 2026年第1期31-37,共7页
为了提高Cu-SSZ-39分子筛在NH_(3)选择性催化还原(NH_(3)-SCR)反应中的催化性能,通过离子交换法制备了Cu-Sm-SSZ-39分子筛,并使用X射线衍射、NH_(3)程序升温脱附等表征手段研究了掺杂Sm对Cu-SSZ-39分子筛的性能影响。结果表明:在400~60... 为了提高Cu-SSZ-39分子筛在NH_(3)选择性催化还原(NH_(3)-SCR)反应中的催化性能,通过离子交换法制备了Cu-Sm-SSZ-39分子筛,并使用X射线衍射、NH_(3)程序升温脱附等表征手段研究了掺杂Sm对Cu-SSZ-39分子筛的性能影响。结果表明:在400~600℃的高温范围内,Cu-Sm-SSZ-39的NO转化率始终维持在60%以上,其NO转化率比相同温度下的Cu-SSZ-39的NO转化率高3%~9%;Cu-Sm-SSZ-39可以在183~513℃内保持80%以上的NO转化率,与Cu-SSZ-39相比这一范围增大了7.3%;经过水热老化后Cu-Sm-SSZ-39的比表面积降低了0.5%~1.8%,比表面积的损失量要小于Cu-SSZ-39的损失量;Sm3+还可以在水热老化过程中减少分子筛中的酸性位点和活性Cu物种的损失,减小因Cu^(2+)迁移现象而生成的CuO_(x)团簇的含量。 展开更多
关键词 稀土Sm SSZ-39分子筛 NH_(3)-SCR反应 离子交换法 催化性能
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2D/2D耦合构建ZnIn_(2)S_(4)/TiO_(2)异质结及其增强的光催化还原CO_(2)性能
5
作者 朱建华 杨鑫 茹凌杰 《无机材料学报》 北大核心 2026年第2期177-185,共9页
二氧化钛(TiO_(2))作为一种典型的光催化材料,因其优异的化学稳定性、无毒性和低成本等优势,在环境治理和能源转换领域得到了广泛应用。然而,较宽的带隙结构导致其只能吸收紫外光,而且块体材料中光生电子-空穴对的严重复合制约了量子效... 二氧化钛(TiO_(2))作为一种典型的光催化材料,因其优异的化学稳定性、无毒性和低成本等优势,在环境治理和能源转换领域得到了广泛应用。然而,较宽的带隙结构导致其只能吸收紫外光,而且块体材料中光生电子-空穴对的严重复合制约了量子效率。本研究采用水热法构筑了一种新型2D/2D耦合的ZnIn_(2)S_(4)(ZIS)@TiO_(2)复合材料。该异质结构由超薄TiO_(2)纳米笼与ZIS纳米片复合而成,具有独特的中空核壳形貌。复合20 mg TiO_(2)纳米笼的ZIS-T20催化剂在400~720 nm宽波长范围内展现出显著增强的光吸收能力。在内建电场的作用下,光生电子无法从ZIS的导带(CB)向TiO_(2)的CB迁移,而空穴从ZIS的价带(VB)转移至TiO_(2)的VB却不受阻碍,这种空间分离效应使得ZIS中保留了具有较高还原电位的电子,克服了传统I型异质结还原电势降低的固有缺陷。在光催化CO_(2)还原(PCR)性能测试中,ZIS@TiO_(2)的催化性能得到显著提升,CO和CH_(4)的生成速率分别达到58.87和12.03μmol·g^(-1)·h^(-1),其中CO选择性高达83.03%,CO的生成速率较纯ZIS和TiO_(2)分别提高了6.15倍和1.96倍。该工作不仅为设计高效2D/2D异质结光催化剂提供了新思路,也为深入理解界面电荷转移机制提供了重要参考。 展开更多
关键词 2D/2D耦合 TiO_(2)纳米片 光催化CO_(2)还原 异质结 ZnIn_(2)S_(4)
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咪唑鎓基有机聚合物空心微球的合成及其催化CO_(2)转化性能
6
作者 辛翠 高天野 +1 位作者 徐凤双 陶鑫 《高分子学报》 北大核心 2026年第3期764-775,共12页
本研究通过无模板策略合成了一系列具有空心微球形貌的咪唑鎓基有机聚合物(PAF-400、PAF-401和PAF-402),并将其用于高效催化CO_(2)与环氧化合物的环加成反应.以上3种PAF材料均表现出良好的CO_(2)亲和力.其中,PAF-401在3种材料中具有最... 本研究通过无模板策略合成了一系列具有空心微球形貌的咪唑鎓基有机聚合物(PAF-400、PAF-401和PAF-402),并将其用于高效催化CO_(2)与环氧化合物的环加成反应.以上3种PAF材料均表现出良好的CO_(2)亲和力.其中,PAF-401在3种材料中具有最好的催化活性(在80℃下反应24 h,以98%的产率生成相应的环状碳酸酯)和良好的底物普适性(12个例子),这可以归因于其相对较高的比表面积和适中的咪唑鎓单元含量.此外,实验数据和动力学研究表明PAF-401具有优异的循环稳定性.另外,基于实验和理论计算结果以及文献调研,我们提出了空心微球结构中咪唑鎓阳离子和Br-阴离子的协同催化机理.本工作强调了在催化剂设计中形貌结构、活性位点和循环稳定性的重要性,为构筑用于高效催化CO_(2)与环氧化合物的环加成反应的催化剂提供了新的思路. 展开更多
关键词 有机聚合物 咪唑鎓 空心微球 CO_(2)转化 环加成反应
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Ce_(0.5)Zr_(0.5)O_(2)/ZIF-8催化剂的制备及应用于CO_(2)与甲醇合成碳酸二甲酯的实验研究
7
作者 贾新刚 常渊富 +1 位作者 毛正浩 王文珍 《山西化工》 2026年第1期8-11,共4页
采用溶胶-凝胶法制备了网状Ce_(0.5)Zr_(0.5)O_(2)固溶体,并负载不同比例的正十二面体ZIF-8构建复合催化剂,用于催化合成碳酸二甲酯(DMC)。实验结果表明,ZIF-8的引入显著提升了反应活性,其中,Ce_(0.5)Zr_(0.5)O_(2)/40%ZIF-8表现最佳。... 采用溶胶-凝胶法制备了网状Ce_(0.5)Zr_(0.5)O_(2)固溶体,并负载不同比例的正十二面体ZIF-8构建复合催化剂,用于催化合成碳酸二甲酯(DMC)。实验结果表明,ZIF-8的引入显著提升了反应活性,其中,Ce_(0.5)Zr_(0.5)O_(2)/40%ZIF-8表现最佳。在140℃、4 MPa、4 h及脱水剂存在的优化条件下,DMC收率达27.26 mmol/g。XRD与FT-IR证实了复合材料的成功制备。XPS分析揭示了增强机理:ZIF-8与载体间的相互作用促进了Ce物种的氧化还原循环,使表面Ce^(3+)相对占比与氧空位比例分别提升至18.34%和42.36%,有效活化了反应位点。 展开更多
关键词 铈锆固溶体 ZIF-8 氧空位 DMC 催化性能
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基于机器学习筛选甘油氧化Pt/MO_(x)催化剂设计的综合实验
8
作者 闫昊 李亚倩 +3 位作者 冯翔 刘熠斌 陈小博 杨朝合 《实验室研究与探索》 北大核心 2026年第1期143-147,173,共6页
在化工研究智能化转型的背景下,本研究聚焦于“甘油氧化Pt/MO_(x)催化剂设计”,依托机器学习在催化剂高通量筛选与跨尺度建模方面的进展,融合人工智能与机理建模方法,通过数据增强、特征工程与主动学习策略,实现了界面均一型催化剂的定... 在化工研究智能化转型的背景下,本研究聚焦于“甘油氧化Pt/MO_(x)催化剂设计”,依托机器学习在催化剂高通量筛选与跨尺度建模方面的进展,融合人工智能与机理建模方法,通过数据增强、特征工程与主动学习策略,实现了界面均一型催化剂的定向优化。实验设计紧跟学科前沿,结合计算机技术和化工专业知识,实验内容涉及软件操作、数据分析等内容,注重在实践的过程中培养学生的创新思维、实践操作能力和批判性思维,有助于促进教学质量的提升。 展开更多
关键词 甘油酸 机器学习 催化剂设计 实验设计
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MoS_(2)/rGO复合材料的制备及其光催化性能研究
9
作者 徐海升 任哲辰 +1 位作者 李善建 丁丽芹 《化工新型材料》 北大核心 2026年第1期207-212,共6页
以钼酸钠为钼源、硫脲为硫源,采用水热法制备二硫化钼/还原氧化石墨烯(MoS_(2)/rGO)复合材料,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪等对复合材料进行表征和分析,通过有机染料罗丹明B(RhB)的光降解实验评价了复合材料... 以钼酸钠为钼源、硫脲为硫源,采用水热法制备二硫化钼/还原氧化石墨烯(MoS_(2)/rGO)复合材料,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪等对复合材料进行表征和分析,通过有机染料罗丹明B(RhB)的光降解实验评价了复合材料的光催化性能。结果表明:在反应时间16h、反应温度220℃、活性组分钼酸钠和硫脲含量为1.5mmol和3mmol的条件下,光照100min后MoS_(2)/rGO复合材料对RhB降解率达到99.33%,相比MoS_(2)降解率有较大提高。这主要是由于石墨烯作为载体提供了更大的比表面积,暴露了更多的催化活性中心,有利于复合材料中光生电子和空穴的有效转移和快速分离。 展开更多
关键词 石墨烯 钼酸钠 硫脲 光催化 降解
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不同催化剂负载量柴油机颗粒捕集器的性能研究
10
作者 张允华 徐垚鑫 +1 位作者 楼狄明 房亮 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第4期1037-1044,共8页
柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)是减少柴油机颗粒排放的高效技术手段,其性能与催化剂负载量密切相关。基于重型柴油机台架试验系统研究催化剂负载量对催化型柴油机颗粒捕集器(catalyzed diesel particulate filter,CD... 柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)是减少柴油机颗粒排放的高效技术手段,其性能与催化剂负载量密切相关。基于重型柴油机台架试验系统研究催化剂负载量对催化型柴油机颗粒捕集器(catalyzed diesel particulate filter,CDPF)压降、气态物及颗粒物减排性能的影响并结合CDPF再生探究其对NO的氧化特性的影响。结果表明:CDPF排气背压随催化剂负载量的增大呈线性增大趋势,当催化剂负载量从0 g/ft^(3)分别增至5、10、20 g/ft^(3)(1 ft^(3)=0.0283 m^(3))时,平均排气背压从2.94 kPa依次增大至3.44、3.96和4.51 kPa。催化剂负载量越高,CDPF对CO和总碳氢化合物(total hydrocarbon,THC)的减排效果越好。当催化剂负载量从0 g/ft^(3)分别增至5、10、20 g/ft^(3)时,CO排放浓度从78.94×10^(-6)依次降至71.39×10^(-6)、68.12×10^(-6)和63.30×10^(–6),THC排放浓度则从57.34×10^(–6)依次降至48.31×10^(–6)、46.93×10^(–6)和44.51×10^(–6)。催化剂负载量会显著影响NO氧化特性,但对NOx排放浓度的影响较小。CDPF可以实现95%以上的颗粒物(particulate matter,PM)和颗粒物数量(particulate number,PN)减排率,增大催化剂负载量,CDPF颗粒减排效果有所提高,核态颗粒减排效果提升更为显著。研究结果对设计高性能CDPF具有重要参考价值。 展开更多
关键词 CDPF 气态物排放 颗粒物 减排率 催化剂负载量
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2,5-二取代吡咯配体及其铬配合物催化乙烯与1-己烯共聚
11
作者 王俊 徐鹏阳 +2 位作者 陈丽铎 李翠勤 张娜 《应用化工》 北大核心 2026年第2期409-414,共6页
由甲醛、含不同取代基仲胺和吡咯经Mannich反应制备了系列2,5-二取代吡咯配体(L1、L2、L3),这些配体与金属铬配位形成了相应的配合物(C1、C2、C3)。利用傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(^(1)H NMR)和电喷雾电离质谱(ESI-MS)等表征方... 由甲醛、含不同取代基仲胺和吡咯经Mannich反应制备了系列2,5-二取代吡咯配体(L1、L2、L3),这些配体与金属铬配位形成了相应的配合物(C1、C2、C3)。利用傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(^(1)H NMR)和电喷雾电离质谱(ESI-MS)等表征方法,对配体及其铬配合物的结构进行了深入研究。对异辛酸铬/2,5-二取代吡咯配体组成的三种催化体系及相应铬配合物的催化性能进行了对比研究。结果表明:采用异辛酸铬/2,5-二(1-二乙胺亚甲基)吡咯的催化体系催化乙烯与1-己烯的共聚性能最佳。当以三乙基铝(TEAL)和一氯二乙基铝(DEAC)共作为助催化剂,反应温度25℃,反应压力1.5 MPa时,对C_(10)及以上高碳烯烃产物的选择性达到最高,为77.37%,催化体系的催化活性为12.71×10^(4) g/(mol Cr·h)。 展开更多
关键词 吡咯配体 铬系催化体系 共聚 高碳烯烃
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Ga、Co双金属ZSM-5沸石催化剂制备及催化乙烷氧化脱氢制乙烯性能
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作者 温皓珏 韩欣茹 +3 位作者 张莉娜 陈永东 魏伟 孙楠楠 《精细化工》 北大核心 2026年第4期838-849,880,共13页
以低硅铝比[n(Si)/n(Al)=10]的Na ZSM-5沸石(简称ZSM-5)为载体,采用离子交换法制备了Ga、Co双金属ZSM-5沸石催化剂(Ga_(x)CoZ5,其中x%为Ga实测质量分数),并将其用于CO_(2)介导的乙烷氧化脱氢反应(CO_(2)-ODH)。采用XRD、BET、TEM、XPS、... 以低硅铝比[n(Si)/n(Al)=10]的Na ZSM-5沸石(简称ZSM-5)为载体,采用离子交换法制备了Ga、Co双金属ZSM-5沸石催化剂(Ga_(x)CoZ5,其中x%为Ga实测质量分数),并将其用于CO_(2)介导的乙烷氧化脱氢反应(CO_(2)-ODH)。采用XRD、BET、TEM、XPS、NH3-TPD和CO_(2)-TPD对Ga_(x)CoZ5的结构组成、微观形貌、织构参数、酸性和CO_(2)吸附性能进行了表征和测试,考察了Ga质量分数对Ga_(x)CoZ5催化性能的影响,分析了Ga_(x)CoZ5催化乙烷氧化脱氢反应的反应网络,推测了其催化反应机理。结果表明,Ga_(x)CoZ5在CO_(2)-ODH反应中,Co2+为主要活性组分,Co的引入可以提高催化性能,与ZSM-5载体相比,CoZ5的乙烷转化率从20%升至36%,乙烯产率从11%升至26%。Ga的引入有助于利用CO_(2)消除积炭,增强催化剂的稳定性,与未引入Ga的CoZ5相比,引入Ga的Ga_(x)CoZ5整体酸性增强,相同反应条件下乙烷转化率和乙烯产率下降,但催化剂的稳定性提升;Ga质量分数0.26%、Co质量分数1.03%的Ga_(0.26)CoZ5表现出最佳的催化性能,反应340 min后,乙烯产率仍为20%,选择性接近100%。Ga质量分数为0~1.35%时,反应以乙烷间接氧化脱氢为主;当Ga质量分数为2.65%时,反应以乙烷干重整为主。反应后Ga_(0.26)CoZ5的积炭率仅约为1.00%,Ga可以活化CO_(2),使CO_(2)利用反向Boudouard反应来消除积炭。 展开更多
关键词 乙烷 双金属催化剂 氧化脱氢 稳定性 反应网络 催化技术
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Zn-Ag双金属改性丝光沸石催化剂在二甲醚羰基化反应中的性能研究
13
作者 余江峰 张海涛 +3 位作者 马宏方 张皓荐 钱炜鑫 应卫勇 《低碳化学与化工》 北大核心 2026年第1期54-62,共9页
针对二甲醚(DME)羰基化反应中丝光沸石(MOR)催化剂易失活问题,采用离子交换法引入Zn和Ag双金属对MOR进行改性,旨在优化其酸性位点分布及孔道结构以提升催化性能。通过水热合成法制备了系列催化剂,结合XRD、ICP-AES、SEM、NH3-TPD和Py-I... 针对二甲醚(DME)羰基化反应中丝光沸石(MOR)催化剂易失活问题,采用离子交换法引入Zn和Ag双金属对MOR进行改性,旨在优化其酸性位点分布及孔道结构以提升催化性能。通过水热合成法制备了系列催化剂,结合XRD、ICP-AES、SEM、NH3-TPD和Py-IR等表征手段分析了其物化性质,并在固定床反应器中评价了其催化活性。结果表明,引入Ag后,催化剂八元环孔道的Brønsted酸量和酸强度明显增大;引入Zn后,十二元环孔道的Lewis酸量增大,可协同促进CO吸附及反应动力学。在200℃、1.0 MPa及空速2400 mL/(g·h)条件下,1Ag/2Zn-MOR催化性能最优。在该催化剂作用下反应3 h时,DME转化率达98%;反应25 h后,DME转化率仍保持90%且乙酸甲酯选择性始终大于99%。Zn-Ag双金属改性通过调控催化剂酸位分布与孔结构,可有效提升催化活性与稳定性,为DME羰基化高效催化剂的开发提供了理论依据。 展开更多
关键词 二甲醚羰基化 水热合成 离子交换法 丝光沸石 双金属改性
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合成气直接制乙醇CuZn催化剂硬脂酸疏水改性
14
作者 孙蕾 李智雯 +2 位作者 杜思敏 刘勇军 黄伟 《化工进展》 北大核心 2026年第2期879-891,共13页
Cu基催化剂上合成气直接制乙醇由于成本低、路线短,被认为是有前景的工艺路线,然而由于水煤气副反应严重,导致CO_(2)选择性偏高,严重阻碍了工艺的进一步实施。基于此,本文通过将硬脂酸分子接枝到催化剂表面进行疏水处理。实验表明,4mmo... Cu基催化剂上合成气直接制乙醇由于成本低、路线短,被认为是有前景的工艺路线,然而由于水煤气副反应严重,导致CO_(2)选择性偏高,严重阻碍了工艺的进一步实施。基于此,本文通过将硬脂酸分子接枝到催化剂表面进行疏水处理。实验表明,4mmol/L的硬脂酸改性可有效增强催化剂的疏水性,将水的接触角提升到110.3°,在维持液相产物中乙醇和C_(2+)醇选择性不降低的前提下,将CO转化率显著提升至75.0%,同时降低了CO_(2)选择性。表征分析结果表明,硬脂酸主要通过与Cu原子相结合来增强表面的疏水性,促进疏水催化剂还原温度向高温偏移,且难还原Cu^(+)的含量增多。同时发现ZnO的晶粒尺寸可能和CO转化率相关,大颗粒的ZnO通过桥式CO吸附促进C—O键解离,与线式吸附在Cu^(+)上的CO协同作用促进乙醇的生成。 展开更多
关键词 合成气 乙醇 催化剂 固定床 疏水改性
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基于热力学分析的甲烷干重整反应积炭抑制策略及反应条件优化
15
作者 孙浩然 杨涛 +3 位作者 李超 张萌 刘仲毅 韩怡卓 《低碳化学与化工》 北大核心 2026年第3期21-31,共11页
甲烷干重整(DRM)反应可以将温室气体CH_(4)和CO_(2)转化为高附加值的合成气,兼具环境改善与能源升级的双重效益。然而,该反应通常需要在700℃以上进行,能耗较高且会导致催化剂因颗粒烧结和表面积炭而失活。基于热力学分析评估了DRM反应... 甲烷干重整(DRM)反应可以将温室气体CH_(4)和CO_(2)转化为高附加值的合成气,兼具环境改善与能源升级的双重效益。然而,该反应通常需要在700℃以上进行,能耗较高且会导致催化剂因颗粒烧结和表面积炭而失活。基于热力学分析评估了DRM反应体系的平衡组成,探讨了反应温度、惰性气体含量、反应压力和原料气进料比(n(CH_(4)):n(CO_(2)))等对催化剂催化性能和积炭行为的影响,并对文献报道的实际反应结果与理论平衡值的偏离现象进行了深入分析。结果表明,减小n(CH_(4)):n(CO_(2))至1:2可使原料气的完全转化温度降低200℃,并有效抑制反应温度700℃以上时的积炭生成;若n(CH_(4)):n(CO_(2)):n(惰性气体)调整至1:1:2也可显著抑制反应温度500~800℃时的积炭生成,但是适宜工业应用的高压操作不利于原料转化且会促进积炭生成。低温区(<600℃)和高温区(> 800℃)的实际反应结果采用无积炭生成模型评估更为合理,而600~800℃区间的实际反应结果需结合积炭生成平衡模型进行评估。本研究基于热力学分析明确了DRM反应的操作边界与积炭调控策略,以期为催化剂设计与催化性能评估和优化提供重要理论依据。 展开更多
关键词 甲烷干重整 热力学计算 平衡组成 反应条件 积炭
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CO_(2)加氢合成甲醇催化体系研究进展
16
作者 丁玮 钱永智 +3 位作者 徐浩宸 姜伟丽 周广林 周红军 《石油化工》 北大核心 2026年第2期251-264,共14页
CO_(2)加氢合成甲醇是当前研究热点。综述了CO_(2)加氢合成甲醇催化体系的研究进展,重点分析了Cu基催化剂的活性中心、助剂与载体的协同作用机制,对比了贵金属(如Pt,Rh,Ru等)催化剂及其他新型催化剂(如In_(2)O_(3)基、Mo基和Ga基催化剂... CO_(2)加氢合成甲醇是当前研究热点。综述了CO_(2)加氢合成甲醇催化体系的研究进展,重点分析了Cu基催化剂的活性中心、助剂与载体的协同作用机制,对比了贵金属(如Pt,Rh,Ru等)催化剂及其他新型催化剂(如In_(2)O_(3)基、Mo基和Ga基催化剂)的催化性能,并提出当前技术面临的挑战和未来的研究方向,即开发高效、耐烧结的复合催化体系。通过技术创新与应用推广,CO_(2)加氢合成甲醇技术有望成为绿色低碳发展的重要支撑。 展开更多
关键词 二氧化碳 甲醇 铜基催化剂 贵金属催化剂 催化加氢 反应热力学
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乙酰丙酸改性对HZSM-5甲醇芳构化催化剂积炭行为的影响
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作者 李剑 乔永伟 +1 位作者 刘冲 杨丽娜 《石油学报(石油加工)》 北大核心 2026年第1期76-85,共10页
采用乙酰丙酸对HZSM-5甲醇芳构化催化剂进行酸处理改性,制得改性催化剂样品Lx-Z5(x为乙酰丙酸溶液质量分数,%)。为研究改性对催化剂积炭行为的影响,采用XRD、N_(2)吸附-脱附、NH_(3)-TPD、Py-FTIR和TGA/DTG等分析手段对新鲜的HZSM-5和Lx... 采用乙酰丙酸对HZSM-5甲醇芳构化催化剂进行酸处理改性,制得改性催化剂样品Lx-Z5(x为乙酰丙酸溶液质量分数,%)。为研究改性对催化剂积炭行为的影响,采用XRD、N_(2)吸附-脱附、NH_(3)-TPD、Py-FTIR和TGA/DTG等分析手段对新鲜的HZSM-5和Lx-Z5及失活的HZSM-5和Lx-Z5催化剂进行表征并评价其催化性能。结果表明,改性未破坏HZSM-5拓扑结构,但使其孔径、介孔孔体积增加,酸量及酸强度降低,Brønsted(B)/Lewis(L)酸量比(A_(B)/A_(L))增加,其中,L1.0-Z5催化剂样品的变化最显著。Lx-Z5催化剂的孔径、介孔孔体积及A_(B)/A_(L)的增加提升了苯-甲苯-二甲苯(BTX)选择性,孔径和介孔孔体积的增大、酸量及酸强度的降低减少了平均积炭速率、内积炭比例,提高了轻质积炭量,改性后再生性能更优。不同含量乙酰丙酸溶液改性中,L1.0-Z5样品的BTX选择性最高,使用寿命最长,平均积炭速率最低,容炭能力最强;相比HZSM-5催化剂,L1.0-Z5样品的BTX选择性、使用寿命分别增加5.55百分点和82 h,平均积炭速率降低0.36%/h。 展开更多
关键词 HZSM-5 乙酰丙酸改性 甲醇芳构化 寿命 积炭行为
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燃煤烟道气中CO_(2)耦合绿氢制烯烃工艺可行性和技术经济性分析
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作者 李傲 吴华帅 +4 位作者 张效胜 田佳荣 俎浩楠 丁传敏 王俊文 《低碳化学与化工》 北大核心 2026年第1期132-140,共9页
随着能源结构转型和“双碳”战略推进,CO_(2)加氢制烯烃工艺成为碳减排和碳利用的重要途径之一。尽管CO_(2)加氢制烯烃催化剂的实验研究已较为成熟,但其在工业应用方面仍处于起步阶段。借助模拟手段进行工艺分析是实现其工业化的有效途... 随着能源结构转型和“双碳”战略推进,CO_(2)加氢制烯烃工艺成为碳减排和碳利用的重要途径之一。尽管CO_(2)加氢制烯烃催化剂的实验研究已较为成熟,但其在工业应用方面仍处于起步阶段。借助模拟手段进行工艺分析是实现其工业化的有效途径之一。基于CO_(2)加氢制烯烃催化剂,按照70×10^(4)t/a烯烃产能建立了燃煤烟道气中CO_(2)耦合绿氢制烯烃工艺(简称“耦合工艺”),该工艺涵盖多个单元,包括碳捕集、逆水煤气变换反应和费托合成制烯烃反应,以及后续轻烃与重烃的分离过程。模拟结果表明,耦合工艺具有显著的碳减排优势,其碳效率为99.71%,净CO_(2)排放量为-1.83 t/t(生产1 t烯烃的CO_(2)排放量为-1.83 t)。提高CO_(2)转化率可有效降低资本投资和提高能量效率,H_(2)生产成本对耦合工艺的经济可行性有重要影响。当CO_(2)转化率从47%提高至79%时,耦合工艺的能量效率为40.92%,同时总资本投资可降低38.79%。当H_(2)生产成本从0.367 USD/m^(3)(标况)降低至0.114 USD/m^(3),耦合工艺的生产成本(指“烯烃生产成本”)可降低51.58%,最低可降至1006.1 USD/t。在相近的H_(2)生产成本(0.317 USD/m^(3))下,该工艺的生产成本为2100.8 USD/t,优于文献值(3580 USD/t)。 展开更多
关键词 CO_(2)加氢 绿色烯烃 Aspen Plus模拟 工艺可行性分析 经济性分析
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乙炔氢氯化工艺铜基催化剂的制备及催化特性研究
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作者 高歌 黄佳昱 +1 位作者 程晓晶 陈方永 《现代化工》 北大核心 2026年第2期152-159,165,共9页
本研究聚焦铜基催化剂的制备及催化性能优化,系统地考察了不同活性炭载体和铜前驱体对乙炔氢氯化反应的影响。结果表明,金湖活性炭因高比表面积和微孔率,负载CuCl_(2)后制备的CuCl_(2)/AC催化剂活性位点分散均匀,初始乙炔转化率达26%(空... 本研究聚焦铜基催化剂的制备及催化性能优化,系统地考察了不同活性炭载体和铜前驱体对乙炔氢氯化反应的影响。结果表明,金湖活性炭因高比表面积和微孔率,负载CuCl_(2)后制备的CuCl_(2)/AC催化剂活性位点分散均匀,初始乙炔转化率达26%(空速315h^(-1)),且反应9.5 h后仍保持稳定。CuCl_(2)活性组分通过强吸附作用促进乙炔活化,但产物C_(2)H_(3)Cl和未反应物C_(2)H_(2)的脱附困难导致积炭,而Cu(NO_(3))_(2)前驱体因生成Cu_(2)NO_(3)(OH)_(3)并分解为CuO而失活。通过降低乙炔空速至180 h^(-1),CuCl_(2)/AC催化剂所得的初始乙炔转化率提升至38%,达到工业汞催化剂初始乙炔转化率的70%。该研究揭示了铜基催化剂的反应机理与失活机制,为无汞催化剂的工业应用提供了理论支撑与技术路径。 展开更多
关键词 乙炔氢氯化 无汞催化剂 铜基催化剂 CuCl_(2)/AC催化剂
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Ni_(3)Se_(2)/NiSe@NF双功能催化剂制备及其电催化产氢产氧性能研究
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作者 徐登基 李欣冉 +2 位作者 田地 汪辉 屈治国 《西北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期57-67,共11页
为解决传统电催化剂成本高、电解效率低等问题,推动规模化绿氢制备技术的发展,本研究通过结构设计与合成工艺优化,成功构建了基于过渡金属镍的硒化物异质结催化剂。采用两步水热法在泡沫镍(NF)基底上制备了具有界面结构的Ni_(3)Se_(2)/N... 为解决传统电催化剂成本高、电解效率低等问题,推动规模化绿氢制备技术的发展,本研究通过结构设计与合成工艺优化,成功构建了基于过渡金属镍的硒化物异质结催化剂。采用两步水热法在泡沫镍(NF)基底上制备了具有界面结构的Ni_(3)Se_(2)/NiSe@NF异质结双功能电催化剂。与单一物相催化剂(Ni_(3)Se_(2)@NF和NiSe@NF)相比,Ni_(3)Se_(2)/NiSe@NF异质界面处发生的强电子相互作用可以有效调控活性位点的电子结构,从而显著提升其在析氢反应(HER)和析氧反应(OER)中的催化活性。在1 mol/L的KOH电解液中,Ni_(3)Se_(2)/NiSe@NF在电流密度为10 mA·cm^(-2)时,HER和OER过电位分别为71 mV与207 mV,并表现出优异的稳定性(持续运行500 h后活性未发生明显衰减)。此外,以Ni_(3)Se_(2)/NiSe@NF同时作为阳极和阴极组装的电解槽,在10 mA·cm^(-2)电流密度下仅需1.52 V的槽压即可稳定运行。研究结果为开发低成本、高稳定性的电解水催化剂提供了新思路,有助于推进绿氢制备与可再生能源系统的融合应用,对实现“双碳”目标具有积极意义。 展开更多
关键词 硒化镍 析氢反应 析氧反应 电催化剂
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