1、毕业设计开题报告 化学工程与工艺 介孔 Ni-CeO2 逆水煤气变换催化剂的研究 一、 综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 由于地球上热带雨林的面积逐年较少，世界各国石化工业发展迅速，燃烧反应仍是许多产生能源、有机废弃物处理的主要方法，也因此会制造大量 CO2 并排放至大气中。而能源公司开采天然气的同时， CO2 也会伴随天然气涌出。 CO2 是造成温室效应的主要气体，其贡献度约占 81%。近年来，随着大量 CO2 排放引起的温室效应日益严重， CO2的转化和应用研究日见活跃，其中逆水煤气变换反应被认为是最有应用前景的反应之一。逆水煤气变换反应（ RWGS）可利用 CO2 生成更有
2、价值的 CO。由于早期的实际需求较少，逆水煤气变换反应的研究进展比较缓慢。进入上个世纪九十年代后，国际社会开始广泛关注节能与环保问题，逆水煤气变换反应催化剂研究相应取得了一定程度的进展。在逆水煤气变换反应的实际应用上，可以以廉价而丰富的 CO2 为碳源，将逆水煤气变换反应生成的 CO 作为中间产物，采用 FT 合成法（ Fischer Tropsh 合成法）即 CO+（ m/2n+1）H2（ 1/n） CnHm+H2O 可制成烯烃；也有通过逆水煤气变换反应合成乙醇（ CO2+H2CO+H2O， CO+2H2 ?CH3CH2OH+H2O）的报道。实际上，很多化学反应包含了逆水煤气变换反应过程，如
3、乙苯脱氢制苯乙烯及低碳烷烃脱氢制低碳烯烃与逆水煤气变换反应耦合、二氧化碳加氢合成甲醇反应等。在富氢气体中的 CO 优先氧化反应是净化燃料电池原料气的的关键步骤，此时逆水煤气变换反应的发生会降低 CO 的转化效率，因而有必要研究和了解逆水煤气变换反应。在利用温室气体 CO2 采用 CAMERE（通过逆水煤气变换反应 CO2 加氢合成甲醇）法生产甲醇过程中，高温下的逆水煤气变换反应是关键的一步，CO2 转化率越高对甲醇的 合成就越有利，高稳定性的催化剂对 CAMERE 反应非常重要。 目前 ,很多 催化剂 存在稳定性较差的 缺陷 。此外 ,在催化剂的 转化率 和 选择性 上也存在诸多不足之处 ,
4、因而研究开发性能高而稳定的 RWGS 反应催化剂对 CO2 资源的利用和能源生产有重大意义。由于镍基催化剂有良好的 催化活性 、稳定性和价格低廉的优势 ,所以将镍基运用于逆水煤气变换反应中。 另外， CeO_2 具有较为独特的晶体结构、较高的储放氧能力 (OSC)、较强的氧化 -还原 (Ce(3+) Ce(4+)能力，因而受到了人们极大关注。而有关介孔 Ni-CeO2 逆水煤气变换催化剂的研究还是很少的，介孔能够阻碍 Ni 颗粒的长大，因此通过制备介孔 Ni-CeO2 催化剂，以及 运用活性测试、 XRD、 BET、 TPR 及TG/DTA 等测试表征手段 ，来 研究及评价介孔 Ni-CeO2
5、 逆水煤气变换催化剂。这也正是本次课题研究的主要目的和意义。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 1. 逆水煤气（ RWGS）研究的意义 随着大量 二氧化碳 排放引起的 温室效应 日益严重 ,二氧化碳的 转化 和 应用研究 日见活跃 ,逆 水煤气变换 反应 （ RWGS） 被认为是最有应用前景的反应之一 ,但 很 多 催化剂 存在稳定性较差的 缺陷 以及 转化率 和 选择性 上也存在诸多不足之处 ,因而研究开发性能高而稳定的 RWGS 反应催化剂对 CO2 资源的利用和能源生产有重大意义。 2.逆水煤气（ RWGS）催化剂研究、进展 通过国内外对有关逆水煤气变换反应（ RWGS）的研究进展
6、，了解相关研究成果以及 结合有关内容如三效催化剂工作原 理、低温氧化催化剂和 CeO2 基催化剂的制备等掌握 研究要点，帮助 介孔 Ni-CeO2 逆水煤气变换催化剂的合成和表征。 3.介孔催化剂的优点 首先根据文献方法制备介孔 Ni-CeO2 催化剂，然后通过 运用活性测试、 XRD、 BET、 TPR 及TG/DTA 等测试表征手段 来评价其性能，最终通过实验数据研究介孔 Ni-CeO2 催化剂的优点。 三、研究步骤、方法及措施： 1.通过查找资料，分析资料确定选题范围及论文题目。 2.通过指导老师指导，结合调研和资料整理分析、撰写开题报告、外文翻译和文献综述。 3.根据开题报告写作思路草
7、 拟论文提纲。 4.根据论文提纲进一步查找资料，撰写论文初稿。 5.根据论文初稿，收集的资料，修改成稿。 四、参考文献 【 1】 张少星 Ni/CeO_2 逆水煤气变换反应催化剂的合成与表征 .内蒙古工业大学 【 2】 赵旭 . 纳米介孔二氧化铈的制备、表征及其催化性能的研究 D. 南昌大学 ,2007 【 3】 王路辉 ,NiCeO_2 催 化剂上水煤气变换和逆水煤气变换反应的研究 .天津大学 ,2008 【 4】 谭宁会 , 刘应亮 , 徐丽 . 沉淀法制备介孔二氧化铈 J. 暨南大学学报 (自然科学与医学版 ), 2010,(01) 【 5】 罗金勇 ,铈基介孔低温氧化催化剂和钡基 NOx 储存还原催化剂研究 .天津大学 ,2008 【 6】 宋晓岚 ,江楠 ,曲鹏 ,何希 ,杨海平 ,邱冠周 . 介孔 CeO_2 的化学沉淀法合成及表征J. 中国有色金属学报 , 2006,(12) . 【 7】 吴美玲 ,刘源 ,高欣宇 . 氧化铈介孔材料的研究进展 J. 世界科技研究与发展 , 2006,(04) .
