甲烷干重整研究进展
等离子体催化甲烷干重整实验研究
关键词：合成6
文献标识码： A
Experimental study on dry reforming of methane by a plasma catalytic hybrid system
LI Jia-qing1,2 ，XU Bin1 ，WANG Wen-bo3 ，XIE Jian-jun1,* ，YIN Xiu-li1 ，WU Chuang-zhi1,2 ，XIAO Jin-bin3
（1. 中国科学院广州能源研究所 中国科学院可再生能源重点实验室 广东省新能源和可再生能源重点实验室，广东 广州 510640； 2. 中国科学院大学，北京 100049；3. 河南省科学院，河南 郑州 450002）
摘 要：本文利用等离子体耦合催化剂的方式进行 CH4 干重整 (Dry Reforming of Methane，DRM)，重点考察了反应温度、
第 49 卷 第 8 期 2021 年 8 月
甲烷干重整研究进展
组装 和扩 大 规模 的新 型反应 器 ， 在低 额 定 功率 时 其 的反 应 物 转 化 率 比前 一 种 反 应 器 显 著 提 高 。Ａ Ｍ Ｇ ｏｂ ｎａ ｅ ｈｒａ ｚｄ ｈ等 研 究 得 出 ： 冲冷 等 离 子 体 可 促 脉 使分 子快 速 解离 达 到饱 和 ，激 发 分子 反 应 的进行 ，
的体 积 比 ， Ｈ 和 Ｃ ： Ｃ Ｏ 的转 化 率 随总 流 量 的增 大 而 减小 ， 原料 气 中加 入适 量 的 Ｈ 明显提 高 Ｃ Ｃ ： Ｈ和 Ｏ
的转 化率 和有 效 的抑 制积 炭 。ＷａｇＱ 等 对介 质 ｎ ｉ 固
阻挡 放 电 甲烷 干重 整 的研 究 发 现 ： 大 Ｃ 增 ０ 在原 料
甲烷 干 重 整 因具 有 如下 的优 点 而 受 到 越 来 越
多 的关 注 ：１ 甲烷 和 Ｃ （） Ｏ 原料 来 源广 泛 ， 全球 大 如 力 发 展 可再 生 的生 物 天然 气 （ 沼气 ） 约 ６ ％ 甲烷 含 ０
和 自热 重 整 等 。其 中 甲烷 湿 重 整 是 传 统 的 制 氢 方
第 ６期
赵
健等 ： 甲烷 干重 整研 究进展
５ ３
甲烷千重整研究进展
赵 健 ， 周 伟 ， 吉辉 ， 建 新 汪 马
（． １华东 理工 大学资 源 与环境 工程 学 院， 海 ２ ０ ３ ； 上 ０ ２７ ２同济大 学新 能源 汽 车工程 中心， ． 上海 ２ １ ０ ； ． 大学 汽车学 院， ０ ８ ４ ３同济 上海 ２ １０ ） ０ ８ ４
体 、 剂 、 备 方法 、 作 参数 、 应 机 理 及 积炭 等 方 面 开 展 的 研 究 工作 及 新 的等 离 子 体 干 重 整技 术 研 究 取 得 的 进 展 。 助 制 操 反 关键词 ： 甲烷 ； 重 整 ； 合 成 气 ； 究 进 展 ； 化 剂 ； 离 子 体 ； 干 制 研 催 料气 Ｃ ４ Ｃ ｚ 将 Ｈ 和 Ｏ 同时通 人放 电 区域 和等离 子 体射 流 区域 ， 大 提 高 了工艺 的处 大
光热催化甲烷干重整
光热催化甲烷干重整是一种将温室气体转化为合成气的技术，该技术具有降低能耗和减少积碳的潜力。
光热催化甲烷干重整的核心在于利用光能来促进甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）的化学反应，生成一氧化碳（CO）和氢气（H2），这一过程被称为甲烷干重整反应。
这种反应不仅可以将两种重要的温室气体转化为有用的化学品，还能在较低的温度下进行，从而减少传统热催化过程中可能出现的积碳和活性物种烧结问题。
目前，光热催化甲烷干重整的研究主要集中在以下几个方面：
1. 光辅助的热催化：这种方法结合了传统的热催化和光催化，但仍需要在较高的温度下进行（≥550 ℃）。
光的加入有助于降低整体的反应温度，从而提高反应效率和减少能耗。
2. 传统光催化：这种方法依赖于光催化剂，如二氧化钛（TiO2），但这些催化剂通常只能被紫外光激发，而紫外光在太阳光中所占比例较小。
因此，研究者正在寻找能够利用更广泛光谱的光催化剂。
3. 等离激元光催化：这是一种新兴的技术，它利用金属纳米颗粒的等离激元效应来增强光催化剂对光的吸收。
这种方法可以响应更多波段的太阳光，但仍然需要在较高的能量输入下进行。
综上所述，光热催化甲烷干重整是一个有前景的研究方向，它不仅有助于减少温室气体排放，还能生产重要的化学原料。
然而，为了实现工业化应用，还需要进一步的研究来解决现有技术的局限性，比如提高光催化剂的效率、降低能量消耗以及开发更稳定的催化系统。
甲烷干重整制氢研究进展
甲烷干重整制氢研究进展
徐军科;任克威;王晓蕾;周伟;潘相敏;马建新
【期刊名称】《天然气化工》
【年(卷),期】2008(033)006
【摘要】甲烷干重整制氢技术可应用于天然气制氢,尤其是富含甲烷和二氧化碳的沼气制氢,具有环境与经济的双重效益.本文介绍了近年来用于甲烷干重整制氢的催化剂活性组分、载体、助剂、制备方法、抗积炭性、操作参数及反应机理等方面的研究进展.
【总页数】8页(P53-60)
【作者】徐军科;任克威;王晓蕾;周伟;潘相敏;马建新
【作者单位】同济大学环境科学与工程学院,上海,200092;同济大学新能源汽车工程中心,上海,201804;华东理工大学资源与环境工程学院,上海,200237;同济大学环境科学与工程学院,上海,200092;同济大学新能源汽车工程中心,上海,201804;同济大学新能源汽车工程中心,上海,201804;同济大学新能源汽车工程中心,上
海,201804;同济大学新能源汽车工程中心,上海,201804
【正文语种】中文
【中图分类】TQ203.8
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甲烷干重整镍催化剂研究进展
甲烷干重整镍催化剂研究进展甲烷干重整反应是一种重要的合成气生产方法，其制气过程中的催化剂起到了非常重要的作用。
其中，镍基催化剂是最常见的一类催化剂之一，具有价格低廉、性能稳定等优点，在甲烷干重整反应中得到了广泛应用。
一、甲烷干重整反应机理甲烷干重整反应是一种将甲烷和水蒸气在高温下催化重整生成一氧化碳和氢气的反应。
该反应的机理主要包括以下几个步骤：1. CH4 + steam → CO + 3H2 (反应1)这两个反应的化学式分别用反应1和反应2表示。
在催化剂作用下，反应1中的甲烷分子首先分解为活性碳物种，再与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气；反应2中的一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气。
二、镍催化剂的构成和制备镍催化剂的构成和制备方法对反应的催化效率和稳定性具有极大的影响。
目前，制备镍催化剂的方法主要包括：1. 沉积-沉淀法沉积-沉淀法是在载体表面沉积物种后通过沉淀法生成催化剂的方法。
该方法具有制备温度低、催化剂成分易于调控等优点。
但也存在制备难度大、催化剂粗糙等问题。
2. 辅助还原法辅助还原法是将镍盐与还原剂在载体上还原生成镍颗粒。
该方法具有制备过程简单、催化剂成分均匀等优点。
但也存在还原剂使用量大、制备温度高等问题。
三、催化剂的性能与表征催化剂的性能及其表征方法对其催化效率和稳定性具有重要影响。
1. 活性催化剂的活性表现出反应速率和反应选择性。
反应速率由催化剂中的活性金属颗粒尺寸、载体性质、制备方法等因素决定。
反应选择性由催化剂中的主要组分、立体和表面相互作用、活性金属的形式等因素决定。
2. 稳定性催化剂的稳定性表现为反应失活率和寿命。
反应失活率主要由催化剂表面和与反应物分子的相互作用、饱和和氧化等因素决定。
寿命主要受到催化剂与杂质的中毒、热膨胀和毒物积累等因素的影响。
3. 表征表征催化剂的方法包括X射线衍射、透射电镜、傅里叶红外光谱等。
X射线衍射用于确定催化剂的晶体结构；透射电镜用于确定催化剂的颗粒尺寸；傅里叶红外光谱用于确定各种化学键的存在和结构。
甲烷干重整制合成气研究进展
甲烷干重整制合成气研究进展摘要：甲烷干重整(DRM)制合成气是一项可同时将CH4和CO2转化为低H2/CO 摩尔比合成气的极具应用前景技术，不仅能有效缓解全球变暖压力，且产品合成气可用作化石能源可持续能源替代品，有助于减少对化石能源的过度依赖。
本文主要介绍了甲烷重整转化制合成气途径，以及不同转化途径的优势和缺陷。
关键字：甲烷干重整；合成气；转化途径1CH4转化途径近年来，考虑到全球变暖等环境问题加剧，人们对温室气体CH4的有效减少以及合理利用越来越关注。
同时，CH4作为最简单的烷烃，还是天然气/页岩气的主要成分，随着天然气/页岩气储层相继开发以来，由于技术、成本限制以及储层地理位置偏僻或搁浅等原因导致大量天然气/页岩气被燃烧，这不仅造成了资源的浪费，还向大气释放了大量温室气体。
为了应对全球气候变化和最大限度地提高有效资源的利用率，CH4的转化利用已成为研究的热点。
其中通过CH4的直接氧化转化可以生产甲醇、甲醛、丙醇、苯和其他芳烃，但所有上述方法的产率都很低，或者在工业规模上不可行[1]。
而CH4重整转化除了合理利用了丰富的CH4资源，其产生的合成气还是化工业中一些能源化学品生产的重要中间体，使通过重整方式进行CH4的灵活利用受到了广泛关注。
目前，CH4重整转化产生合成气的途径主要有以下几种：甲烷蒸汽重整(SRM:)、甲烷部分氧化(POM:)、甲烷干重整(DRM:)和耦合重整。
1.1甲烷蒸汽重整通常情况下，SRM产生的合成气摩尔比理论值为3.0，而费托合成以及甲醇合成所需的合成气摩尔比理论值为2.0，即SRM产生的合成气不适合直接用于费托合成或甲醇合成[2]。
但相对而言，SRM制氢是有较大优势的，并为氨和甲醇合成以及许多炼油厂工业反应提供主要氢源。
同时，由于SRM反应的吸热性质，其过程属于能量密集型，需要投入大量资本。
这导致为了获得更高的氢气产率则需要更高的H2O/CH4比率，使得SRM在能量方面非常不利，并可能导致催化剂失活。
《类水滑石Ni基双金属催化剂上加压甲烷干重整制合成气》
《类水滑石Ni基双金属催化剂上加压甲烷干重整制合成气》篇一一、引言随着能源需求的增长和传统能源资源的日益减少，寻找高效、清洁的能源转换技术已成为科研领域的重要课题。
甲烷干重整作为一种重要的合成气生产技术，具有广阔的应用前景。
近年来，类水滑石Ni基双金属催化剂因其高活性、高选择性和良好的稳定性，在甲烷干重整领域得到了广泛的研究。
本文旨在探讨类水滑石Ni基双金属催化剂上加压甲烷干重整制合成气的高质量研究进展。
二、类水滑石Ni基双金属催化剂概述类水滑石Ni基双金属催化剂是一种具有层状结构的复合氧化物材料，其组成元素包括Ni和其他一种或多种金属元素。
该类催化剂具有高比表面积、良好的氧化还原性能和较高的催化活性，在甲烷干重整反应中表现出优异的性能。
三、加压甲烷干重整制合成气反应加压甲烷干重整制合成气反应是一种将甲烷与二氧化碳在高温、高压条件下进行反应，生成合成气（主要成分为一氧化碳和氢气）的过程。
该过程具有较高的能量利用率和较低的碳排放，符合当前绿色、低碳的能源发展需求。
四、类水滑石Ni基双金属催化剂在加压甲烷干重整中的应用类水滑石Ni基双金属催化剂在加压甲烷干重整制合成气反应中表现出优异的性能。
其高活性、高选择性以及良好的稳定性使得该催化剂在反应过程中能够有效地提高合成气的产量和质量。
此外，通过调整催化剂的组成和制备方法，可以进一步优化其性能，提高反应的能量利用率和降低碳排放。
五、高质量研究进展近年来，关于类水滑石Ni基双金属催化剂上加压甲烷干重整制合成气的高质量研究取得了显著的进展。
研究者们通过探究催化剂的组成、结构、制备方法以及反应条件等因素，深入了解了催化剂的催化性能和反应机理。
同时，针对催化剂的失活、积碳等问题，提出了有效的解决方法，进一步提高了催化剂的稳定性和使用寿命。
六、结论与展望本文对类水滑石Ni基双金属催化剂上加压甲烷干重整制合成气的高质量研究进行了综述。
该类催化剂在加压甲烷干重整反应中表现出优异的性能，具有广阔的应用前景。
甲烷干重整镍催化剂研究进展
甲烷干重整镍催化剂研究进展甲烷干重整镍催化剂是一种常用的催化剂，用于甲烷干重整反应中，可将甲烷和水蒸气转化为一氧化碳和氢气。
甲烷干重整是一项重要的工业化学反应，可以生产用于合成气、合成甲醇、合成氨等重要化工产品的原料气体。
研究和开发高效、稳定的甲烷干重整镍催化剂具有重要意义。
近年来，关于甲烷干重整镍催化剂的研究取得了一些新的进展。
本文将对这些研究进展进行综述，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
一、甲烷干重整反应机理在甲烷干重整反应中，甲烷和水蒸气在催化剂的作用下发生反应，生成一氧化碳和氢气。
具体的反应机理如下：CH4 + H2O → CO + 3H2甲烷和水蒸气首先在催化剂表面发生吸附，然后发生脱氢和脱碳反应，最终生成一氧化碳和氢气。
1. 催化剂制备方法目前，制备甲烷干重整镍催化剂的方法主要包括共沉淀法、沉积-沉淀法、浸渍法、溶胶-凝胶法等。
溶胶-凝胶法具有成本低、制备过程简单、催化剂粒径均匀等优点，因此得到了广泛的应用。
2. 催化剂结构与性能目前的研究表明，催化剂的结构对其性能有着重要的影响。
催化剂的晶粒尺寸、表面活性位点的分布、杂质掺杂等因素都会影响催化剂的活性和稳定性。
研究人员致力于调控催化剂的结构，以获得更高的甲烷干重整活性。
3. 改性技术为了改善催化剂的性能，研究人员还尝试了一系列的改性技术，如金属掺杂、载体改性、表面修饰等。
这些改性技术可以有效地提高催化剂的活性和稳定性，使其更适用于工业应用。
4. 反应条件优化除了催化剂本身的研究外，反应条件的优化也是重要的研究方向。
反应温度、压力、气体配比等因素都会对甲烷干重整反应的效率和选择性产生影响。
研究人员还在不断地探索最佳的反应条件，以提高甲烷干重整反应的经济性和环保性。
三、研究展望随着能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，甲烷干重整反应已成为一个备受关注的领域。
未来，我们可以从以下几个方面继续深入研究：1. 新型催化剂的设计与制备：通过合理设计催化剂结构，提高其表面活性位点的分布和利用率，以获得更高的活性和稳定性。
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万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据甲烷干重整研究进展作者：赵健， 周伟， 汪吉辉， 马建新， ZHAO Jian， ZHOU Wei， WA NG Ji-hui， MA Jian-xin作者单位：赵健,汪吉辉,ZHAO Jian,WA NG Ji-hui(华东理工大学资源与环境工程学院,上海200237;同济大学新能源汽车工程中心,上海201804)， 周伟,马建新,ZHOU Wei,MA Jian-xin(同济大学新能源汽车工程中心,上海201804;同济大学汽车学院,上海201804)刊名：天然气化工英文刊名：Natural Gas Chemical Industry年，卷(期)：2011,36(6)1.程金民;黄伟;左志军碳化终温对碳化钼的制备及甲烷二氧化碳重整催化性能的影响[期刊论文]-高等学校化学学报2010(01)2.Hanif A Study on the structure and formation mechanism of molybdenum carbides[外文期刊] 2002(03)3.Nagaoka K;Takanabe K;Aika K I Influence of the reduction temperature on catalytic activity of Co/TiO2 (anatase-type) for high pressure dry reforming of methane[外文期刊] 2003(01)4.Ghorbanzadeh A M;Lotfalipour R;Rezaei S Carbon dioxide reforming of methane at near room temperature in low energy pulsed plasma 20095.Zhang J;H Wang;A K Dalai Development of stable bimetallic catalysts for carbon dioxide reforming of methane [外文期刊] 2007(02)6.史克英;商永臣天然气二氧化碳转化制合成气的研究:Ⅸ.反应机理 1998(01)7.陈文艳环境友好条件下甲烷等离子体重整制氢的研究[学位论文] 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