Физико-химические основы синтеза катализаторов получения и окисления водородсодержащих топливных смесей

• Автор: Ислентьев, Дмитрий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 187 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Каталитические процессы получения и окисления водорода
1ЛЛ Физико-химические основы паровой конверсии метана
1Л.2 Механизм и основы кинетики конверсии метана с водяным паром
1Л .3 Паровая каталитическая конверсия жидких углеводородов
1Л .4 Окисление водорода
1.2 Характеристики катализаторов конверсии углеводородов и окисления водородсодержащих газовых смесей
1.2.1 Промышленные катализаторы конверсии углеводородного сырья
1.2.2 Экспериментальные модификации катализаторов конверсии углеводородов
1.2.3 Катализаторы окисления водорода
1.3 Методы синтеза №-содержащих катализаторов
1.4 Термолиз в синтезе №-содержащих катализаторов
2 МЕТОДЫ СИНТЕЗА И ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ НОСИТЕЛЕЙ И №-СОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ
2.1. Характеристика исходных материалов
2.2. Получение каталитических композиций
2.2.1. Синтез носителей и катализаторов с применением метода
механохимической активации
2.2.2 Активация никельсодержащего компонента
2.3 Определение механической прочности гранул носителей и катализаторов на раздавливание
2.4 Определение параметров пористой структуры синтезированных образцов.
2.5 Исследование химического и фазового состава композиций
2.6 Обоснование выбора количественного состава суспензии
2.7 Каталитическая активность синтезированных образцов

2.7.1 Определение активности катализаторов в реакции окисления водорода
2.7.2 Исследование активности катализаторов в реакции паровой конверсии метана
2.7.3 Определение активности в реакции паровой конверсии н-гептана
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КАТАЛИЗАТОРОВ, СИНТЕЗИРОВАННЫХ БЕЗ АКТИВАЦИИ НИКЕЛЕСОДЕРЖАЩЕГО КОМПОНЕНТА
3.1 Теоретико-экспериментальное обоснование рецептуры носителя и исследование свойств катализаторов, полученных методом механохимического активирования
3.2 Изучение кислотно-основных и структурно-прочностных свойств образцов катализаторов, полученных методом пропитки носителя и сухого смешения
3.3 Исследование химического и фазового состава катализаторов, синтезированнных методами пропитки, МХА и сухого смешения
3.4 Исследование каталитической активности образцов, синтезированных без подготовки прекурсора активного компонента
3.4.1 Термодинамические основы процесса паровой конверсии жидких углеводородов
3.4.2 Оценка активности катализаторов, полученных методом пропитки носителя
3.4.3 Активность катализаторов, синтезированных с использованием основного карбоната никеля по МХА-технологии
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КАТАЛИЗАТОРОВ, СИНТЕЗИРОВАННЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕРМОАКТИВАЦИИ НИКЕЛЕВОГО КОМПОНЕНТА
4.1 Характеристика прекурсора активного компонента
4.2 Термолиз никельсодержащего прекурсора
4.3 Изучение структурно-прочностных свойств катализаторов, синтезированных по МХА технологии с применением термоактивированных никелевых прекурсоров

4.4 Исследование химического и фазового состава образцов катализаторов, синтезированных по МХА технологии с применением термоактивированных никелевых прекурсоров
4.5 Исследование каталитической активности образцов катализаторов, синтезированных по МХА технологии с применением термоактивированных никелевых прекурсоров
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б

В качестве носителей катализаторов конверсии углеводородов используют каолин, глину, магнезит, оксид алюминия, оксид магния и другие тугоплавкие оксиды металлов. Наиболее часто используемой твердой оксидной матрицей является оксид алюминия. Среди основных преимуществ его применения можно выделить следующие [92 - 95]:
- оксид алюминия позволяет стабилизировать каталитически активные нанодисперсные частицы и предотвращает их агломерацию;
- за счёт большого количества различных модификаций оксида алюминия возможно регулирование соотношения микропор и переходных пор (величины удельной поверхности), а также развития системы транспортных пор;
- наличие на поверхности кислотных и основных центров расширяет возможности модифицирования и нанесения каталитически активных компонентов;
- развитая внутренняя поверхность оксида алюминия снижает диффузионные сопротивления;
- относительная простота формирования в виде различных конфигураций, обладающих хорошей механической прочностью;
- термическая устойчивость в обычных условиях катализа;
- доступность в больших количествах и умеренная цена.
Добавка диоксида церия стабилизирует дисперсную структуру оксида алюминия, замедляя полиморфные превращения и спекание. Термостабильность оксида алюминия максимальна при введении малых количеств Се02 и не зависит от способа введения церия, так как только часть введенной добавки взаимодействует с оксидом алюминия, как показано в [96]. Удельная поверхность образцов, модифицированных церием, превышает удельную поверхность чистого оксида алюминия в 1,2 - 2 раза [97]. Также наблюдается увеличение прочности и ударной вязкости модифицированных образцов.
В последнее время получили распространение носители на основе металлокерамических материалов (карбиды, нитриды металлов). Карбид хрома Сг3С2, относящийся по своей структуре к классу фаз внедрения, характеризуется