甲烷二氧化碳重整
二氧化碳和甲烷干重整转化制合成气热力学发现
二氧化碳和甲烷干重整转化制合成气热力学发现近年来，全球变暖已经引起了极大的关注。
许多研究都表明，大气中的二氧化碳和甲烷的温室气体排放对全球变暖起着重要的作用。
近来，由北京大学化学与分子工程学院实验室开展的一项研究发现，二氧化碳和甲烷可以通过干重整转化制合成气（GHS）进行有效利用。
GHS可以用作合成气来生产清洁燃料，从而有效地减少大气中的二氧化碳和甲烷排放。
研究发现，在一定的温度和压力条件下，甲烷和二氧化碳可以通过GHS来发生反应，生成清洁燃料，如甲醇、乙醇和乙醛等。
GHS可以有效的转化这些气体，减少温室气体的排放。
研究人员表示，GHS 这种发现可以有效的减少温室气体排放，从而改善全球气候变暖的情况。
GHS可以用于产生合成气，从而制造出各种清洁燃料。
在这种反应条件下，GHS可以有效的将甲烷和二氧化碳转化为清洁能源。
这比直接将甲烷和二氧化碳排放到空气中要高效得多。
GHS也可以高效地利用污染物，例如二氧化硫，生成甲醇等气体，可以有效的改善大气组成，减少气候变暖。
GHS的另一个优势是，它可以控制温室气体排放，提高能源利用率。
这不仅显著降低了燃料消耗，还减少了空气污染的程度。
此外，GHS的发现也可以推动可再生能源的发展，进一步减少温室气体排放。
从经济角度来看，GHS可以显著地减少燃料消耗，降低能源消费。
这不仅为企业减少了成本，也为消费者省去了不少花费。
GHS可以帮助企业和消费者节省能源，减少碳排放，是一种绿色能源利用方式。
虽然GHS对减少温室气体排放和改善气候有重要作用，但是它在现实应用中也遇到了许多问题，例如反应设备耗费大量能源，反应时需要较高的温度，使反应受到约束。
为了更好地应用GHS技术，研究人员仍在改进反应设备，以提高反应的效率，减少能源消耗。
综上所述，GHS是一种重要的利用碳气体能源技术，它可以有效地转化甲烷和二氧化碳，减少温室气体排放，改善气候变暖的形势，为企业和消费者节省能源，减少碳排放，促进绿色发展。
甲烷与二氧化碳重整制合成气技术
潞安“二氧化碳和甲烷重整制合成气”技术情况合成气是以氢和一氧化碳为主要成分供化学合成用的一种原料气，制备合成气的原料有天然气、煤、石油、油田气、焦炉煤气、炼厂气、石脑油、重油等，合成气用于合成氨、甲醇及其他醇类化合物。
天然气可以通过经部分氧化或蒸汽转化可以获得合成气，煤用蒸汽、空气或者其他气化剂进行高温气化获得合成气，但无论煤或天然气制合成气能耗和运行费用均高，且目前天然气和煤的价格还在不断攀升。
干重整技术利用甲烷和二氧化碳制合成气是C1化学研究的重要组成部分，能解决对化石燃料的依赖，以及由此带来的种种问题，不仅可以大幅度降低能耗和生产成本，更能将二氧化碳这种温室气体加以利用，具有环境和经济的双重效益，已成为当前的研究热点之一，对于人类的可持续发展具有十分重要的意义。
干重整技术目前工业化的主要瓶颈是催化剂易积炭而失活性，因此，要实现工业化应用的关键是研制出高活性、高选择性、高稳定性的催化剂。
国内外众多研究者对干重整催化剂的活性成分、载体、助体、抗积炭性、制备方法、操作参数及反应机理等进行了大量的研究，取得了很多有意义的成果。
国内近年来正在积极开展这方面的研究工作，并取得了一些进展。
中国科学院山西煤炭化学研究所与壳牌全球解决方案国际有限公司2008至2011年进行联合研发，研究将合成气转化为高级醇。
研究人员发现，二氧化碳和甲烷的混合物是该转化过程的副产品。
联合研究团队利用纳米技术制备的新型干重整催化剂，回收了这些副产品用于循环生产合成气。
这种新型催化剂的活性非常稳定，可以提高该工艺过程中的碳效率，因而具有商业化应用前景。
中国科学院上海高等研究院、壳牌全球解决方案国际有限公司和山西潞安矿业集团有限责任公司在前期已开展一些干重整技术项目合作并取得了一定的进展的基础上，2011年6月24日，三方签署了联合研发协议，联合开发新型干重整技术，利用或循环利用甲烷和二氧化碳生产合成气，并在潞安低碳经济开发区进行该过程相关商业化装置的技术示范和中试验证。
甲烷二氧化碳干重整政策
甲烷二氧化碳干重整政策全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)是两种主要的温室气体，它们对地球的气候变化起着重要作用。
甲烷的温室效应比二氧化碳高约25倍，虽然排放量相对较小，但对气候变化的贡献却不可忽视。
为了减轻温室气体排放对气候的影响，许多国家都已经实施了减排政策。
甲烷二氧化碳干重整政策是其中一个有效的管理措施。
甲烷二氧化碳干重整政策是指通过减少甲烷和二氧化碳排放量的措施，以减轻温室气体对气候变化的影响。
这项政策主要包括以下几个方面：首先是加强监管和法规制定。
政府应制定相关的法规和政策，规范企业和个人的甲烷和二氧化碳排放行为，并严格执行。
建立监测系统，对排放源进行监控和核查，确保排放数据的准确性和公开透明。
其次是推动清洁能源替代。
清洁能源是减少温室气体排放的关键措施之一。
政府可以通过制定激励政策，鼓励企业和个人采用清洁能源替代传统化石能源，如太阳能、风能等。
加大对清洁能源研发和技术推广的投入，提高清洁能源的利用效率和普及率。
促进能效改进也是甲烷二氧化碳干重整政策的重要内容。
提高能源利用效率不仅可以减少能源消耗和成本，还可以减少温室气体排放。
政府可以推出奖励和补贴措施，鼓励企业和个人采取节能措施，推动能源效率改善。
开展碳交易市场也是减排政策的一种选择。
碳交易是通过向排放单位发放一定数量的排放配额，并且允许排放单位之间进行交易，从而达到减排的目的。
政府可以设立碳排放交易市场，鼓励企业主动减排，促进低碳技术的发展和普及。
加强国际合作和信息共享也是甲烷二氧化碳干重整政策的重要组成部分。
温室气体是全球性问题，需要国际社会共同努力。
各国应加强合作，共同制定减排目标和行动计划，分享经验和技术，共同应对气候变化挑战。
甲烷二氧化碳干重整政策是一项综合性的管理措施，需要政府、企业和公众共同参与，共同努力。
通过加强监管、推动清洁能源替代、促进能效改进、开展碳交易和加强国际合作，我们可以有效减少甲烷和二氧化碳排放，减轻温室气体对气候变化的影响，为地球的可持续发展做出贡献。
二氧化碳和甲烷重整制合成气的工艺流程
二氧化碳和甲烷重整制合成气的工艺流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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合成气是一种重要的化工原料，其主要成分为一氧化碳和氢气。
《甲烷二氧化碳重整催化剂的设计、构建与性能研究》范文
《甲烷二氧化碳重整催化剂的设计、构建与性能研究》篇一一、引言随着全球能源需求的持续增长，寻找和开发高效、清洁的能源转换技术已成为科研领域的重要课题。
甲烷二氧化碳重整（Methane CO2 Reforming, MCR）作为一种重要的能源转化技术，具有重要的工业应用前景。
催化剂是这一过程中的关键因素，对催化剂的设计、构建及性能研究具有深远的意义。
本文旨在详细探讨甲烷二氧化碳重整催化剂的设计、构建及性能研究。
二、催化剂设计1. 催化剂选择原则甲烷二氧化碳重整催化剂的选择应遵循活性高、选择性好、稳定性强、抗积碳性能好等原则。
目前，常用的催化剂主要包括贵金属（如Rh、Pt、Pd等）和非贵金属（如Ni、Co等）。
2. 催化剂设计思路针对甲烷二氧化碳重整反应的特点，催化剂设计应考虑以下几个方面：催化剂的活性组分、载体、助剂以及催化剂的孔结构等。
通过合理的设计，提高催化剂的活性、选择性和稳定性。
三、催化剂构建1. 制备方法催化剂的制备方法对催化剂的性能具有重要影响。
常用的制备方法包括浸渍法、共沉淀法、溶胶-凝胶法等。
这些方法可以通过控制反应条件，实现催化剂的精确制备。
2. 催化剂表征通过XRD、TEM、SEM等手段对催化剂进行表征，了解催化剂的晶体结构、颗粒大小、形貌等性质，为后续的性能研究提供依据。
四、催化剂性能研究1. 活性评价通过评价催化剂在甲烷二氧化碳重整反应中的活性，了解催化剂的催化性能。
活性评价主要包括反应速率、转化率等指标。
2. 选择性评价选择性是评价催化剂性能的重要指标之一。
通过评价产物中各组分的分布情况，了解催化剂的选择性。
3. 稳定性评价稳定性是评价催化剂性能的关键因素之一。
通过长时间运行实验，观察催化剂的活性、选择性等性能的变化情况，了解催化剂的稳定性。
五、实验结果与讨论1. 实验结果通过实验，我们得到了不同制备方法、不同组分、不同条件的催化剂的性能数据。
数据表明，某些催化剂在甲烷二氧化碳重整反应中表现出较高的活性、选择性和稳定性。
甲烷二氧化碳干重整政策
甲烷二氧化碳干重整政策1. 引言1.1 背景介绍甲烷二氧化碳干重整政策是近年来我国环境保护工作的重要举措之一。
在全球温室气体排放增加、气候变暖对人类健康和生态环境造成威胁的情况下，甲烷和二氧化碳排放成为环境污染的主要来源之一。
为了更好地控制和减少这些排放物，我国逐步出台了一系列政策措施，其中甲烷二氧化碳干重整政策就是其中之一。
甲烷是一种主要的温室气体，其对大气温室效应比二氧化碳高出约25倍，是导致气候变暖的重要因素之一。
而二氧化碳则是主要的温室气体之一，大量排放会导致地球温度上升，引发极端天气变化，对人类社会和自然环境造成巨大影响。
控制甲烷和二氧化碳的排放成为全球环保的重要任务。
政策制定目的甲烷二氧化碳干重整政策的制定旨在通过规范排放标准、加强监管控制、推动技术创新等措施，减少甲烷和二氧化碳排放，保护生态环境，减缓气候变暖的速度，提高我国环保治理水平。
通过这一政策的实施，可以有效降低温室气体排放量，促进可持续发展，保护人民群众的生命安全和身体健康。
1.2 政策制定目的政策制定目的是为了应对全球气候变化带来的挑战，降低甲烷和二氧化碳排放量，减少温室气体对地球气候系统的影响。
制定该政策还旨在促进清洁能源产业的发展，提升能源利用效率，减少对传统煤炭等高碳能源的依赖，推动经济结构转型升级。
通过限制甲烷和二氧化碳排放，促进可再生能源的利用，我国将实现能源资源的可持续利用，保护生态环境，提高社会生态效益。
甲烷二氧化碳干重整政策的制定旨在推动我国经济的绿色发展，为全球环境保护贡献我国的力量。
2. 正文2.1 政策内容甲烷二氧化碳干重整政策的核心内容包括对甲烷和二氧化碳排放进行限制和监管，通过实施减排措施和促进清洁能源的发展来降低二氧化碳和甲烷的排放量。
政策内容主要包括以下几个方面：1. 设定排放限额和排放标准：政府将根据国家的减排目标和环境承受能力，制定甲烷和二氧化碳排放的限额和标准，各行业和企业需按照要求进行排放调整和控制。
《甲烷二氧化碳重整催化剂的设计、构建与性能研究》范文
《甲烷二氧化碳重整催化剂的设计、构建与性能研究》篇一一、引言随着全球能源需求的持续增长，化石燃料的消耗和碳排放量也在不断增加。
为了实现可持续发展和减少环境污染，对甲烷二氧化碳重整（Methane CO2 Reforming）技术的研究变得尤为重要。
该技术通过将甲烷和二氧化碳在催化剂的作用下进行重整反应，生成合成气（CO和H2），不仅可以提高能源利用效率，还能减少温室气体的排放。
本文将重点探讨甲烷二氧化碳重整催化剂的设计、构建及其性能研究。
二、催化剂设计1. 催化剂组成设计高效的甲烷二氧化碳重整催化剂时，需要考虑催化剂的活性、选择性和稳定性。
催化剂通常由主催化剂和助催化剂组成。
主催化剂主要承担反应的活性作用，如金属氧化物等；助催化剂则用于提高催化剂的活性和选择性，如稀土元素等。
2. 催化剂结构催化剂的结构对反应性能具有重要影响。
设计时需考虑催化剂的孔结构、比表面积和活性组分的分散程度等因素。
适当的孔结构和比表面积有利于提高催化剂的活性，而活性组分的均匀分散则有助于提高催化剂的稳定性。
三、催化剂构建1. 制备方法催化剂的制备方法对催化剂的性能具有重要影响。
常用的制备方法包括溶胶-凝胶法、共沉淀法、浸渍法等。
这些方法可以控制催化剂的组成、结构和形态，从而影响催化剂的性能。
2. 实验过程在构建甲烷二氧化碳重整催化剂时，需要按照设计好的配方和制备方法进行实验。
实验过程中需严格控制温度、压力、反应时间等参数，以确保催化剂的制备质量。
四、性能研究1. 活性评价催化剂的活性是评价其性能的重要指标。
通过在甲烷二氧化碳重整反应中测定催化剂的转化率、产率等参数，可以评价催化剂的活性。
2. 选择性评价选择性是指催化剂对某一反应产物的偏好程度。
在甲烷二氧化碳重整反应中，我们关注的是CO和H2的选择性。
通过测定反应产物的组成和比例，可以评价催化剂的选择性。
3. 稳定性评价催化剂的稳定性是评价其性能的重要指标之一。
在长时间运行过程中，催化剂应保持较高的活性和选择性。
甲烷二氧化碳重整分析解析
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5.1 常用的载体
CH4-CO2重整反应需要高温吸热，所以适用于CH4-CO2重整反 应的催化剂载体必须具有良好的热稳定性及合适的比表面积。 目前，常用的载体有Al2O3、SiO2、TiO2、MgO、ZrO2[23,24]， 稀土金属氧化物以及复合氧化物ZrO2- Al2O3、MgO- Al2O3、 ZrO2- SiO2、SiO2-TiO2等[25,26]。
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5.3 复合载体
除采用单组分为载体外，一些研究者还以多种组分制成复合载 体。刘水刚[28]采用溶胶-凝胶法制备出了Ni/CaO- ZrO2催化剂 ，在CH4-CO2重整反应中，Ni/CaO-ZrO2催化剂表现出较高的 活性，其稳定性也较好。在经连续反应2天后，其催化活性几 乎没有降低。这是由于在纳米催化剂中，Ni颗粒尺寸在反应过 程中没有明显变化，并且催化剂中的碱性组分CaO对CO2的吸 附和解离起到了很重要的作用。Ni/CaO- ZrO2催化剂中的Ni， ZrO2和CaO的颗粒尺寸均在10nm以下，通过透射电镜发现它 们堆积形成了海绵状的介孔结构。
甲烷二氧化碳重整
一、研究背景：
一方面，该过程产生的合成气中H2/CO比约为1 ，是羰基化反应及费托合成的理想原料。
另一方面甲烷重整反应能够同时将两种温室气 体（甲烷和二氧化碳）转化为合成气，减少了 CO2排放，具有环保意义。
而且该过程特别适用于富含CO2的天然气田， 减少了分离CO2带来的费用。
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7.1 溶胶-凝胶法制备催化剂
溶胶-凝胶法是近年来发展起来的一种材料制备方法，该方法 通常在室温条件下进行，且反应过程温和。所以用此方法制备 的催化剂具有很多优点，例如反应温度低、粉体纯度高、均匀 度好、活性成分分散度高等。黎先财[35]以不同的方法制备了 BaTiO3 为载体，再浸渍活性金属镍制备成甲烷二氧化碳重整 反应催化剂，并对其催化活性进行比较。结果表明，相比于其 他制备方法，溶胶-凝胶法制备的催化剂催化活性最高，稳定 性最好。这是由于溶胶-凝胶法制备的NiO/BaTiO3比表面积更 大，且NiO与BaTiO3之间的相互作用力更大，NiO在BaTiO3上 分散度更高，在甲烷二氧化碳重整反应过程中不易造成NiO的 烧结，从而保持了较高的催化活性。
甲烷二氧化碳催化重整
2
Rh基催化剂基础上提出以下 重整机理
Ni基催化剂基础上提出以下重整机理
→ 2(CO2 +※→CO2 ※） → 2(CO2 +H※→CO ※+OH※ ※表示表面吸附位 → CH4+※→ CHx※+（4-x）/2H2 →
H2+2※→ 2H2※
含氧物种的参与途径？
CO2 →CO +O※ O※ + C※ →CO H※ + H※ →H2 → →
CH3 ※ +※→ CH2※+H※ CH2 ※ +※→ CH※+H※ CH ※ +※→ C※+H※ OH※+H※→H2O※+※ H2O※→H2O+※
CO2吸附分解反应式
CO2+2※→ CO※+O※
C※+O※→ CO※+※ CO※→ CO+※ H※+H※→H2※+※ H※+O※→OH※+※
5.催化剂失活与对策研究
一方面, 该过程产生的低H2 /CO (约 为1 )的合成气, 可直接作为进行深度 转化的羰基合成及费托合成的理想原 料, 弥补了甲烷水蒸气重整反应产生 较高H2 /CO 的不足。
另一方面，反应利用CO2 为原料, 减少了CO2 排放, 具有环保意义, 同 时该过程特别适用于富含CO2的天 然气田, 减少了分离CO2 带来的费 用。
2. CH4 - CO2催化重整反应热力学
甲烷二氧化碳重整反 逆水汽变换式
强吸热过程
640℃
CO2+H2=2CO+2H2O
CO2歧化反应式
820℃
[课外阅读]我国甲烷二氧化碳重整技术研发获重要突破
![[课外阅读]我国甲烷二氧化碳重整技术研发获重要突破](https://img.taocdn.com/s3/m/7302b54b5acfa1c7aa00cc84.png)
[课外阅读]我国甲烷二氧化碳重整技术研发获重要突破从中科院上海高等研究院获悉，由该院低碳转化科学与工程团队研制成功的具有完全自主知识产权的“甲烷二氧化碳自热重整制合成气装置”已在山西潞安集团煤制油基地稳定运行超过1000小时，日转化利用二氧化碳高达60吨，成功实现工业示范。
二氧化碳与甲烷不仅仅是典型的温室气体，更是重要的含碳资源，可以在一定条件下转化为合成气（CO和H2），即称之为甲烷二氧化碳重整或者干重整。
相比较传统的甲烷蒸汽重整，甲烷二氧化碳重整可以降低能耗的同时缓解温室气体减排压力，因此备受关注。
然而，该反应过程特别容易积碳，将造成催化剂失去活性以及阻塞管道等棘手问题。
因此，抗积碳催化剂和专用反应器被公认为是其技术实现工业化的核心难题。
课题组成员张军博士告诉《中国科学报》记者，这一反应过程特别容易积碳——就像我们日常用的饭锅底部积的厚厚黑垢，不仅脏兮兮难以清理，还会影响火候，催化剂上的积碳会造成催化剂失活，如果积碳久了，还会堵塞管道。
所以，抗积碳催化剂和专用反应器，被公认为“甲烷二氧化碳重整制合成气”技术实现工业化的核心难题。
国内外相关研发尚未达到工业侧线或示范的规模，多是受困于此。
经过近10年的深入研究，上海高等研究院研究人员成功解决了纳米金属的稳定性难题，解决了高效的催化剂和反应器的开发问题，所研制的催化剂在模拟的工况下稳定运行5000小时以上。
同时，通过与企业的联合攻关，完成了催化剂研制和反应器模拟研究以及百吨级催化剂的工程放大和生产，在山西潞安开展了万方级装置的建设与运行。
8月2日，中国石油和化学工业联合会对该技术与工业侧线试验装置进行了72小时连续运行标定。
专家们一致认为，本研究开发了性能优越的高效纳米镍基催化剂和专用反应器，建成了国际首套万立方纳米/小时级规模甲烷二氧化碳自热重整制合成气工业侧线装置并稳定运行，建议尽快开展工业化应用推广。
据了解，该技术源于中科院上海高等研究院、山西潞安矿业（集团）有限责任公司和荷兰壳牌石油工业公司联合启动的甲烷二氧化碳重整项目。
甲烷二氧化碳重整分析解析
溶胶-凝胶法是近年来发展起来的一种材料制备方法，该方法 通常在室温条件下进行，且反应过程温和。所以用此方法制备 的催化剂具有很多优点，例如反应温度低、粉体纯度高、均匀 度好、活性成分分散度高等。黎先财[35]以不同的方法制备了 BaTiO3 为载体，再浸渍活性金属镍制备成甲烷二氧化碳重整 反应催化剂，并对其催化活性进行比较。结果表明，相比于其 他制备方法，溶胶-凝胶法制备的催化剂催化活性最高，稳定 性最好。这是由于溶胶-凝胶法制备的NiO/BaTiO3比表面积更 大，且NiO与BaTiO3之间的相互作用力更大，NiO在BaTiO3上 分散度更高，在甲烷二氧化碳重整反应过程中不易造成NiO的 烧结，从而保持了较高的催化活性。
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5.2 载体的酸碱性对催化剂的影响
载体的酸碱性会影响催化剂反应性能，主要是由于其对CO2的 吸附性能的改变。CO2是酸性气体，碱性载体更有利于CO2的 吸附和活化，并能抑制催化剂积炭。郭芳等[27]考察了6种载体 对镍基催化剂的CH4-CO2重整反应性能的影响，并采用H2TPR、CO2-TPD和BET等技术对催化剂进行了表征。实验结果 表明，所考查的催化剂的稳定性依次为：Ni/MgO-Al2O3 > Ni/MCM-41 > Ni/MgO > Ni/ Al2O3>Ni/ZrO2>Ni/ZSM-5。其中 ，Ni/MgO-Al2O3催化剂表现出较好催化活性，其反应产率也 较高，且反应一段时间后该催化剂的失活率最小(4.65%)。由 此可知，催化剂的反应性能直接受到载体的酸碱性和催化剂比 表面积的大小的影响。添加了碱土金属后，复合载体的表面的 碱性增强，提高了吸附解离CO2的能力，在CH4-CO2重整反应 中，该催化剂会表现出较好的抗积炭能力。
二氧化碳重整甲烷制合成气研究进展
二氧化碳重整甲烷制合成气研究进展近年来，随着能源需求的不断增长和化石燃料的持续消耗，全球温室气体的排放问题已经引起了广泛关注。
其中，二氧化碳（CO2）被认为是主要的温室气体，因其对地球的气候变化产生巨大影响。
在这种背景下，二氧化碳重整甲烷制合成气成为近年来的研究热点之一、本文将从反应机理和催化剂设计两个方面论述二氧化碳重整甲烷制合成气的研究进展。
首先，二氧化碳重整甲烷制合成气的反应机理是研究的核心之一、这种反应的主要目的是通过将二氧化碳与甲烷反应生成一氧化碳（CO）和氢气（H2），以形成合成气（CO+H2）。
在常见的反应条件下，二氧化碳重整甲烷的反应机理可分为两个步骤：首先，在催化剂的作用下，二氧化碳和甲烷发生部分氧化反应，生成一氧化碳和水蒸气；然后，由于反应的可逆性，一氧化碳和水蒸气再进一步进行气相反应生成二氧化碳和氢气。
了解反应机理对催化剂的设计和优化具有重要意义。
其次，催化剂的设计在二氧化碳重整甲烷制合成气的研究中起着关键作用。
催化剂的选择和设计对反应的效率和选择性起着重要影响。
常见的催化剂包括金属催化剂、金属氧化物和过渡金属催化剂。
这些催化剂的设计关键在于提高反应的选择性，降低催化剂的毒性和损耗。
例如，一些研究表明，通过纳米金属颗粒的设计和优化，可以提高反应的选择性，减少副产物的生成。
另外，改变催化剂的组分和结构也能够对反应的效果产生显著影响。
因此，催化剂的设计是二氧化碳重整甲烷制合成气研究中的关键问题之一总的来说，二氧化碳重整甲烷制合成气作为一种能源生产和环境保护的双赢方法，吸引了众多研究者的关注。
未来的研究方向可以从以下几个方面展开：首先，深入研究二氧化碳重整甲烷的反应机理，从而提高反应的效率和选择性；其次，开发新型的催化剂，以降低催化剂的成本和对环境的影响；最后，探索二氧化碳的资源化利用途径，将其转化为更高价值的产品。
通过这些研究进展，二氧化碳重整甲烷制合成气有望成为未来替代传统燃料的一种可行方法，实现能源的可持续发展。
甲烷催化二氧化碳重整制合成气反应研究进展
甲烷催化二氧化碳重整制合成气反应研究进展天由甲烷制合成气有三条途径: 即水蒸汽重整、甲烷部分氧化和二氧化碳重整。
三条途径可分别提供H2/C0理论比为3 ：1、2 : 1和1 : 1的合成气，这些产品可分别用于富H2和富CO 的化学转化过程。
因此,三条途径各具特色,各有值得开发的价值,其中已工业化的水蒸汽重整工艺，设备投资巨大，操作费用昂贵，亦需改进和完善。
# g& @( P: G) V5 z& B* z/ @4 B甲烷作为最小的烃类分子,具有特殊稳定的结构和惰性,C-H键的平均键能为4.1 >105J/mol,CH3-H键离解能高达4.35氷05J/mol。
因此，如何使甲烷分子活化并进行定向转化一直是困扰化学家们的一大难题。
二氧化碳作为含碳化合物的燃烧终产物,也是相当稳定的惰性小分子。
其排放量正以每年4%的速度递增,大气中高浓度的C02 破坏了大气平衡,是造成全球气温升高,气候恶化的主要原因。
随着科技进步和人类环保意识的增强，如何利用和固定C02已经成为世界各国政府和有识之士特别关注的问题。
甲烷催化二氧化碳重整制合成气,不失为一条有潜在应用前景的C02 利用途径,是废气利用,变废为宝之举。
要使惰性小分子气体的CH4和C02活化并进行定向转化，其关键是选择适宜催化剂。
近年来,人们已在催化剂的选择,催化剂和积炭行为以及催化反应机理等方面进行了大量卓有成效的工作,使这一问题的研究日益深化,也预示了这一工艺广阔的应用前景和深远意义。
本文就近年来甲烷催化二氧化碳重整制合成气已取得的成果作一概要介绍。
\( ?$ E/ _/ A( l1 B1 J一、热力学可行性研究吴越［3］译著的《气化和气体合成反应的热力学》一书,介绍了对天然气转化制合成气反应所作的完整的热力学计算,并给出了CH4+C02=2C0+2H2 反应不同温度下的平衡常数及产物分布。
从热力学计算可知，甲烷二氧化碳重整反应是强吸热反应，在温度达到600 C以上时,才有合成气生成,且随反应温度升高,反应物转化率增大,合成气产率升高。
甲烷二氧化碳重整制合成气实验注意事项
甲烷二氧化碳重整制合成气实验注意事项
1.（注意溶液使用）有很多溶液对人的身体危害是很大的，很多人应该知道硫酸有脱水性，特别是浓硫酸，腐蚀作用是极强的，所以在做这种实验时，一定要小心。
2.（注意仪器使用）很多仪器也是要小心使用的，比如说经常会出现试管炸裂的现象，所以加热试管一定要保持干燥。
3.（有毒气体产生）很多实验可能会产生氯气以及其他一些有挥发性的物质，所以，这种实验一定要在通风条件下进行。
4.（注意用量）很多实验对物品以及溶液的用量都是有严格要求的，误差是要在允许范围之内，就像我们之前做实验就是用的分析天平，是精确到0.0001g的。
5.（实验记录）做实验都会有一些实验记录，实验记录一定要记录真实值，即便做的实验不知什么原因出现了很大的误差，也要如实记录，之后在分析。
6.（实验报告）实验报告一般是在实验记录之后填写的，实验数据要与实验记录上的数据保持一致，实验数据的处理也要注意准确度，比如说要精确到小数点后几位。
二氧化碳甲烷重整制备合成气工艺设计
二氧化碳甲烷重整制备合成气工艺设计随着全球经济的发展和人口的增加，能源需求不断增加，而传统的化石能源已经面临着枯竭和环境污染等问题。
因此，寻找新的能源替代品已经成为了当今世界的重要任务之一。
合成气作为一种重要的化学原料和能源，具有广泛的应用前景。
本文将介绍一种以二氧化碳和甲烷为原料，通过重整反应制备合成气的工艺设计。
一、工艺流程该工艺流程主要包括以下几个步骤：1. 原料准备：将二氧化碳和甲烷按照一定的比例混合，制备成反应物料。
2. 催化剂制备：选择适合该反应的催化剂，并进行制备和活化处理。
3. 反应器设计：根据反应物料的性质和反应条件，设计合适的反应器。
4. 反应过程：将反应物料加入反应器中，通过加热和催化剂的作用，进行重整反应，生成合成气。
5. 分离纯化：将合成气进行分离纯化，得到所需的产品。
二、反应机理该工艺的反应机理主要包括以下几个步骤：1. 甲烷重整反应：CH4 + H2O → CO + 3H22. 水气变换反应：CO + H2O → CO2 + H23. 甲烷水蒸气重整反应：CH4 + H2O → CO + 2H24. 水气变换反应：CO + H2O → CO2 + H2通过以上反应，可以将二氧化碳和甲烷转化为合成气，其中合成气的组成可以根据反应条件进行调节。
三、工艺优势该工艺具有以下几个优势：1. 原料丰富：二氧化碳和甲烷是常见的化学原料，且二氧化碳是一种废弃物，可以有效地减少环境污染。
2. 产品多样：合成气可以用于制备多种化学品和燃料，具有广泛的应用前景。
3. 能源利用率高：该工艺可以将二氧化碳和甲烷转化为高能量的合成气，能源利用率高。
四、工艺应用该工艺可以应用于以下领域：1. 化学工业：合成气可以用于制备甲醇、氨、乙烯等化学品。
2. 能源领域：合成气可以用于制备合成燃料、合成天然气等。
3. 环保领域：该工艺可以将二氧化碳转化为有用的化学品，减少环境污染。
以二氧化碳和甲烷为原料，通过重整反应制备合成气的工艺具有广泛的应用前景和重要的意义。
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离 子 交 换 剂
光学原件
选择性吸附剂
费－ 托合成技术( Fischer － Tropsch synthesis，FT) ，是由合成气( H2 + CO) 生产液体清洁燃料和化学品的一种技术， 是煤炭、天然气和生物质( Biomass)等资 源高效、清洁转化为高附加化学品的重要 途径，对保障国家能源安全和社会的可持 续发展以及环境都具有重要意义。
2、制备方法： （1）超声法用于柱撑剂的制备和柱撑蒙脱石制 备，大大缩短了制备所需的时间，省去了高温老化 的步骤。功率超声产生巨大的能量，使蒙脱石粒变 得更细，增大了柱撑剂和蒙脱石的接触面积，使柱 撑剂与蒙脱石层间的Na 交换的更加彻底，同时也 使柱撑剂与层板的键合更加牢靠。
（2）改进的柠檬酸sol一gel法为其高比表面积复 合氧化物的制备提供了基础。
去离子水溶解
称量Ce和Co适量
加入柠檬酸
柠檬酸盐溶液
水 浴 加 热 搅 拌
高纯N2气氛
蓬松的海绵状粉末
800 ℃焙烧2h （催化剂前驱体) 烧掉碳粒 800 ℃焙烧4h
1000 ℃烘干
溶胶
黑色中间体
（含碳氧化物）
相应样品
将各离子离子加入到柠檬酸中旨在使它们均匀地与 柠檬酸络合在一起，达到分子水平均匀的分散，这样可 以降低固溶体形成过程中的活化能，使焙烧温度降低， 保持其较高的比表面积。 催化剂前驱体首先经历N2高温焙烧，柠檬酸分解成 微小的碳粒，把氧化物相互隔离，阻止烧结。接下来继 续在空气中较低温度下焙烧时，碳粒可以被完全烧掉从 而形成具有高比表面积和微小粒子的固溶体。
（3）分步浸渍法： 浸渍法是利用载体孔的毛细现象吸留浸渍液, 将 含有活性组分的浸渍液浸渍载体, 经干燥、焙烧等 过程制得催化剂, 因此制备的催化剂易受浸渍液组 成、溶剂极性、浸渍液pH 值以及载体特性的影响。 以三步浸渍法为例: 取一定质量的40～ 60 目载 体, 按照等体积浸渍, 计算出载体的吸水量V , 将Co (NO 3) 3· 6H2O 溶于3V 体积的蒸馏水中, 配制得浸 渍液. 先取一V体积的浸渍液浸渍载体, 静置过夜, 110 ℃烘干; 再进行两次 最后同样操作。在350 ℃ 焙烧3 h, 制得催化剂.
蒙脱土与合成分 子筛有类似的结构, 但把它作为催化剂使 用的致命弱点是热稳 定性太差。
阳离子交换性
研究报道了在PILM 的层间插入 Fe /Al、Al /Ce /Mg、Fe /Zr 等 而制备了复合型柱撑蒙脱土。 催化性能表征结果表明: 第二种 成分的添加能够使蒙脱土的热 稳定性明显提高，催化功能得 到调整。
四、实验改进：
1、关于柱撑剂： 比表面分析(BET) 表明,相同质量条件下锆铝 基柱撑蒙脱土的比表面积较铝基柱撑蒙脱土和钠基 蒙脱土有更大的比表面积,更为均匀孔道结构分布, 是一种合适的吸附和催化材料。 反应温度为550 ℃时,甲烷在AlZr2、AlCe2 交联 蒙脱土催化剂上的转化率约90 %。
目
录
一、蒙脱土介绍
二、费-托合成技术 三、铝柱撑蒙脱土负载催化剂实验部分
1、实验原理 2、实验步骤
3、实验表征
4、实验改进
蒙脱土
膨润土 蒙脱石
蒙脱土的主要 矿物成分为蒙脱石， 含量在85％～ 90 ％ ，蒙脱石是一 种片层状的硅酸盐 粘土矿。
蒙脱石在我国 分布广泛，且 价格低廉，是 一种理想的天 然矿物吸附剂。 又名微晶高岭 石或胶岭石， 蒙脱石的晶体 结构由两层硅 氧四面体晶片 中夹一层铝氧 八面体晶片组 成，属于2:1型 层状硅酸盐矿 物。
柱撑蒙脱土成为FT 合成催化剂载体的主要
1、双孔结构——规整的介孔和较为丰富的微孔 2、固体酸，其酸强度及其分布可在一定范围内 进行调节 3、较大的表面积、较好的热和水热稳定性 4、孔结构及其尺寸在一定范围内具有可裁剪性、 空间抑制作用
一、实验原理：
钠基蒙脱土经反应后，柱撑剂进入到蒙脱土层 间，与蒙脱石骨架发生成键反应形成Si—O—AI键， 使得蒙脱土的层间距和比表面积都显著的大，热稳 定性也显著地提高。 （各因素的最佳水平为:m=2.4;pH=9.3;T=80℃）
相对规整的孔结构
天 然 蒙 脱 土
聚合羟基金属阳离子法 溶胶－ 凝胶法 模板导向自组装法等
吸 附 性
无机阳离子、有机阳离子 有机聚合物、有机小分子
柱 撑 蒙 脱 土
较大的孔径 孔径的可调性 高的比表面积 酸性可调节
MMT
PILM
广阔的应用前景 国内外研究热点
催化剂及 催化剂载体 纳米级复合材料 环 保 材 料
(4) 预焙烧法： 预焙烧法是将合成的铝交联蒙脱土冷冻干燥后于 350 ℃ 下预焙烧1 h, 然后在剧烈搅拌下将0. 1 mol/ L 的金属氯化物混合溶液(A 液) 和0. 1 mol/ L 的NaOH 溶液( B 液) 同时滴加到蒙脱土浆液中, 搅拌一定时间 后离心分离, 用去离子水洗涤至无Cl- 后, 冷冻干燥, 然后与铝交联剂进行交联。 预焙烧法可以在不破坏交联蒙脱土的交联结构 的情况下使催化剂担载较多的活性组分, 因而是一种 担载活性组分较有效的方法。
作为一种价廉且用途极广的稀土材料，纳米CeO的优良特 性表现在： (l) 提高活性涂层的催化活性。CeO分散了活性涂层中活性金 属，避免了因烧结导致催化格点减少，降低活性 (2) 自动调节空气燃料比。CeO有极好的储存、释放氧的能力 (3) 助催化作用。Ce0能够加快煤气迁移和水蒸汽重整反应，减 少CO和CH的含量 (4) 提高载体的热稳定性。CeO能够稳定载体的晶体结构，使 其在高温下保持稳定，抑制其活性损失 (5) 其它作用。Ceo还能提高陶瓷载体的机械强度，提高催化剂 的储硫效能，改善催化剂的抗积炭性能。
二、实验步骤：
1、膨润土的钠化改型
(OH-与Al3+的摩尔比2.4)
2、羟基铝柱化液的制备
3、柱撑蒙脱土的制备
(固体部分反复离心洗涤，至无Cl- 。程序升温)
4、等体积浸渍法（初湿浸渍法）制备催化剂
二、实验表征谱(FTIR)
透射电镜(TEM)
扫描电镜(SEM)
差示扫描量热(TG—DSC)
FT 合成的固体催化剂是由活性组分、助剂、载 体等组成。 活性组份主要为铁基和钴基。Co 基催化剂具有 单程转化率高、寿命长、直链烃收率高等优点。Co 基催化剂一般受助剂的影响不大，但加入少量的贵 金属能提高Co 基催化剂的活性。 常用FT 合成催化剂的载体主要有: 金属氧化物 载体( Al2O3、SiO2、TiO2和ZrO2等) 、分子筛载体、 碳载体、以及SiC 载体和柱撑蒙脱土的载体等。其 中柱撑蒙脱土载体对FT 合成产物C5 － C25 的选择 性较好。