Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phản ứng metan hóa CO2 và đồng metan hóa CO và CO2 trên xúc tác Ni/Al2O3 được xúc tiến bởi Mn
Tóm tắt
Một loạt các xúc tác Ni/Al2O3 chứa 15 wt-% được xúc tiến bởi Mn đã được chuẩn bị bằng phương pháp ngâm ướt ban đầu. Nghiên cứu đã xem xét ảnh hưởng của hàm lượng Mn đối với hoạt tính của các xúc tác Ni/Al2O3 cho phản ứng metan hóa CO2 và đồng metan hóa CO và CO2 trong một phản ứng lò cố định. Các xúc tác đã được đặc trưng bởi phân tích hấp phụ N2, giảm nhiệt độ lập trình với hydro và desorption, desorption CO2 lập trình nhiệt độ, nhiễu xạ tia X và kính hiển vi điện tử truyền dẫn có độ phân giải cao. Sự hiện diện của Mn đã làm tăng số lượng các vị trí hấp phụ CO2 và cản trở sự kết tụ của các hạt Ni nhờ vào sự phân tán Ni được cải thiện và giảm tương tác giữa các loài nickel và chất hỗ trợ. Các xúc tác Ni/Al2O3 chứa 15 wt-% được xúc tiến bởi Mn có hoạt tính metan hóa CO2 được cải thiện, đặc biệt là ở nhiệt độ thấp (250 đến 400 °C). Hàm lượng Mn đã được điều chỉnh từ 0.86% đến 2.54% và hiệu suất chuyển hóa CO2 tốt nhất đạt được với xúc tác 1.71Mn-Ni/Al2O3. Các thử nghiệm đồng metan hóa trên xúc tác 1.71Mn-Ni/Al2O3 cho thấy rằng việc bổ sung Mn đã làm tăng đáng kể hoạt tính metan hóa CO2, đặc biệt là ở nhiệt độ thấp, nhưng nó có ít ảnh hưởng đến hiệu suất metan hóa CO. Phản ứng metan hóa CO2 nhạy cảm hơn với nhiệt độ phản ứng và tốc độ không gian so với phản ứng metan hóa CO trong quá trình đồng metan hóa.
Từ khóa
#Xúc tác Ni/Al2O3 #metan hóa CO2 #đồng metan hóa #hoạt tính xúc tác #xúc tiến MnTài liệu tham khảo
Lu X, Gu F, Liu Q, Gao J, Liu Y, Li H, Jia L, Xu G, Zhong Z, Su F. VOx promoted Ni catalysts supported on the modified bentonite for CO and CO2 methanation. Fuel Processing Technology, 2015, 135: 34–46
Liu H, Zou X, Wang X, Lu X, Ding W. Effect of CeO2 addition on Ni/Al2O3 catalysts for methanation of carbon dioxide with hydrogen. Journal of Natural Gas Chemistry, 2012, 21(6): 703–707
Ocampo F, Louis B, Kiwi-Minsker L, Roger A. Effect of Ce/Zr composition and noble metal promotion on nickel based CexZr1–x O2 catalysts for carbon dioxide methanation. Applied Catalysis A, General, 2011, 392(1-2): 36–44
Cai M, Wen J, Chu W, Cheng X, Li Z. Methanation of carbon dioxide on Ni/ZrO2-Al2O3 catalysts: Effects of ZrO2 promoter and preparation method of novel ZrO2-Al2O3 carrier. Journal of Natural Gas Chemistry, 2011, 20(3): 318–324
Büchel R, Baiker A, Pratsinis S. Effect of Ba and K addition and controlled spatial deposition of Rh in Rh/Al2O3 catalysts for CO2 hydrogenation. Applied Catalysis A, General, 2014, 477: 93–101
Li L, Wei S, Xu G. Influence of second metal on Ni-based catalysts preparated by CO-preciptation method for methanation on of carbon dioxide. Natural Gas Chemical Industry, 2004, 29: 27–31 (in Chinese)
Guo C, Wu Y, Qin H, Zhang J. CO methanation over ZrO2/Al2O3 supported Ni catalysts: A comprehensive study. Fuel Processing Technology, 2014, 124: 61–69
Lin X, Yang K, Si R, Chen X, Dai W, Fu X. Photo-assisted catalytic methanation of CO in H2-rich stream over Ru/TiO2. Applied Catalysis B: Environmental, 2014, 147: 585–591
Urasaki K, Tanpo Y, Nagashima Y, Kikuchi R, Satokawa S. Effects of preparation conditions of Ni/TiO2 catalysts for selective CO methanation in the reformate gas. Applied Catalysis A, General, 2013, 452: 174–178
Hwang S, Lee J, Hong U, Baik J, Koh D, Lim H, Song I. Methanation of carbon dioxide over mesoporous Ni-Fe-Ru-Al2O3 xerogel catalysts: Effect of ruthenium content. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2013, 19(2): 698–703
Lu H, Yang X, Gao G, Wang K, Shi Q, Wang J, Han C, Liu J, Tong M, Liang X, Li C. Mesoporous zirconia-modified clays supported nickel catalysts for CO and CO2 methanation. International Journal of Hydrogen Energy, 2014, 39(33): 18894–18907
Gao J, Jia C, Li J, Zhang M, Gu F, Xu G, Zhong Z, Su F. for CO methanation: Effect of Al2O3 supports calcined at different temperatures. Journal of Energy Chemistry, 2013, 22(6): 919–927
Garbarino G, Valsamakis I, Riani P, Busca G. On the consistency of results arising from different techniques concerning the nature of supported metal oxide (nano)particles. The case of NiO/Al2O3. Catalysis Communications, 2014, 51: 37–41
Zhen W, Li B, Lu G, Ma J. Enhancing catalytic activity and stability for CO2 methanation on Ni-Ru/gamma-Al2O3 via modulating impregnation sequence and controlling surface active species. RSC Advances, 2014, 4(32): 16472–16479
Hwang S, Hong U, Lee J, Seo J, Baik J, Koh D, Lim H, Song I. Methanation of carbon dioxide over mesoporous Ni-Fe-Al2O3 catalysts prepared by a coprecipitation method: Effect of precipitation agent. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2013, 19(6): 2016–2021
Zhou L, Wang Q, Ma L, Chen J, Ma J, Zi Z. CeO2 Promoted mesoporous Ni/gamma-Al2O3 catalyst and its reaction conditions for CO2 methanation. Catalysis Letters, 2015, 145(2): 612–619
Hwang S, Lee J, Hong U, Jung J, Koh D, Lim H, Byun C, Song I. Hydrogenation of carbon monoxide to methane over mesoporous nickel-M-alumina (M = Fe, Ni, Co, Ce, and La) xerogel catalysts. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2012, 18(1): 243–248
Liu Q, Gao J, Zhang M, Li H, Gu F, Xu G, Zhong Z, Su F. Highly active and stable Ni/γ-Al2O3 catalysts selectively deposited with CeO2 for CO methanation dagger. RSC Advances, 2014, 4(31): 16094–16103
Zeng Y, Ma H, Zhang H, Ying W, Fang D. Highly efficient NiAl2O4-free Ni/γ-Al2O3 catalysts prepared by solution combustion method for CO methanation. Fuel, 2014, 137: 155–163
Lohitharn N, Goodwin J Jr. Impact of Cr, Mn and Zr addition on Fe Fischer-Tropsch synthesis catalysis: Investigation at the active site level using SSITKA. Journal of Catalysis, 2008, 257(1): 142–151
Jiang Q. The methanation of carbon dioxide on supported nickel catalyst. Natural Gas Chemical Industry, 2000, 25: 9–14 (in Chinese)
Wang C, Gong J. Study on Ni-Mn-based catalysts for methanation of carbon dioxide. Natural Gas Chemical Industry, 2011, 36: 4–6 (in Chinese)
Gao X, Wang Y, Li H, Zhao Y. Effect of mnaganese promoter on the catalystic performance of Ni/γ-Al2O3 catalyst for CO2 metnanation. Journal of Molecular Catalysis (China), 2011, 25: 49–54
Zhao A, Ying W, Zhang H, Ma H, Fang D. Ni/Al2O3 catalysts for syngas methanation: Effect of Mn promoter. Journal of Natural Gas Chemistry, 2012, 21(2): 170–177 (in Chinese)
Liu D, Quek X, Cheo W, Lau R, Borgna A, Yang Y. MCM-41 supported nickel-based bimetallic catalysts with superior stability during carbon dioxide reforming of methane: Effect of strong metalsupport interaction. Journal of Catalysis, 2009, 266(2): 380–390
Yang C, Yang W, Ling F, Fan F. Determination of metal dispersion on supported metal catalyst surface. Chemical Industry and Engineering Progress, 2010, 29(8): 1468–1473
Velu S, Gangwal S. Synthesis of alumina supported nickel nanoparticle catalysts and evaluation of nickel metal dispersions by temperature programmed desorption. Solid State Ionics, 2006, 177(7-8): 803–811
Zamani A, Ali R, Bakar W. The investigation of Ru/Mn/Cu-Al2O3 oxide catalysts for CO2/H2 methanation in natural gas. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 2014, 45(1): 143–152
Qin H, Guo C, Wu Y, Zhang J. Effect of La2O3 promoter on NiO/Al2O3 catalyst in CO methanation. Korean Journal of Chemical Engineering, 2014, 31(7): 1168–1173
Bai X, Wang S, Sun T, Wang S. The sintering of Ni/Al2O3 methanation catalyst for substitute natural gas production. Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis, 2014, 112(2): 437–451
Razzaq R, Zhu H, Jiang L, Muhammad U, Li C, Zhang S. Catalytic methanation of CO and CO2 in coke oven gas over Ni-Co/ZrO2-CeO2. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2013, 52(6): 2247–2256
Pan Q, Peng J, Sun T, Wang S, Wang S. Insight into the reaction route of CO2 methanation: Promotion effect of medium basic sites. Catalysis Communications, 2014, 45: 74–78
Habazaki H, Yamasaki M, Zhang B, Kawashima A, Kohno S, Takai T, Hashimoto K. Co-methanation of carbon monoxide and carbon dioxide on supported nickel and cobalt catalysts prepared from amorphous alloys. Applied Catalysis A, General, 1998, 172(1): 131–140