| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-7页 |
| 目录 | 第8-16页 |
| 第一章 绪论 | 第16-31页 |
| 1.1 引言 | 第16-18页 |
| 1.1.1 天然气利用现状 | 第16-17页 |
| 1.1.2 二氧化碳利用现状 | 第17-18页 |
| 1.1.3 合成气利用现状 | 第18页 |
| 1.2 合成气的制备 | 第18-30页 |
| 1.2.1 基本概述 | 第18-20页 |
| 1.2.2 甲烷部分氧化制合成气的催化剂研究进展 | 第20-25页 |
| 1.2.3 甲烷与二氧化碳重整制合成气的催化剂研究进展 | 第25-29页 |
| 1.2.4 偶合反应 | 第29-30页 |
| 1.3 本课题的背景与研究意义 | 第30页 |
| 1.4 本课题主要研究内容 | 第30-31页 |
| 第二章 催化剂的设计 | 第31-46页 |
| 2.1 引言 | 第31页 |
| 2.2 反应体系的热力学分析 | 第31-34页 |
| 2.2.1 体系可能发生的反应 | 第31-32页 |
| 2.2.2 各反应临界温度的计算 | 第32-34页 |
| 2.2.3 各反应平衡常数的计算 | 第34页 |
| 2.3 设想可能的反应机理 | 第34-35页 |
| 2.4 催化剂设计的指导思想 | 第35-36页 |
| 2.4.1 从反应类型分析 | 第35-36页 |
| 2.4.2 从假想的反应机理与分子活化分析 | 第36页 |
| 2.4.3 从反应条件分析 | 第36页 |
| 2.5 催化剂的设计 | 第36-44页 |
| 2.5.1 活性组分的设计 | 第36-42页 |
| 2.5.2 助催化剂的设计 | 第42-43页 |
| 2.5.3 载体的设计 | 第43页 |
| 2.5.4 小结 | 第43-44页 |
| 2.6 催化剂经济评价 | 第44-46页 |
| 2.6.1 催化剂制备的价格 | 第44页 |
| 2.6.2 尾气CO／H_2比的影响 | 第44-46页 |
| 第三章 实验方法与数据处理 | 第46-53页 |
| 3.1 化学试剂原料与仪器设备 | 第46-47页 |
| 3.1.1 化学试剂 | 第46-47页 |
| 3.1.2 实验气体 | 第47页 |
| 3.1.3 实验仪器 | 第47页 |
| 3.2 催化剂制备 | 第47-48页 |
| 3.2.1 载体的预处理 | 第47页 |
| 3.2.2 浸渍法 | 第47-48页 |
| 3.2.3 共沉法 | 第48页 |
| 3.2.4 浸渍沉淀法 | 第48页 |
| 3.3 反应实验装置流程与数据处理方法 | 第48-51页 |
| 3.3.1 催化剂活性评价流程 | 第48-49页 |
| 3.3.2 催化剂活性评价方法 | 第49-50页 |
| 3.3.3 数据处理方法 | 第50-51页 |
| 3.4 催化剂积炭的烧碳分析 | 第51-52页 |
| 3.4.1 实验方法 | 第51页 |
| 3.4.2 烧碳活化能的计算 | 第51-52页 |
| 3.5 热分析 | 第52页 |
| 3.6 多晶X射线衍射(XRD)实验 | 第52页 |
| 3.7 程序升温还原(TPR)实验 | 第52页 |
| 3.8 扫描电镜(SEM)实验 | 第52页 |
| 3.9 X光电子能谱(XPS)分析 | 第52-53页 |
| 第四章 催化剂活性研究 | 第53-69页 |
| 4.1 引言 | 第53页 |
| 4.2 空白实验 | 第53-54页 |
| 4.2.1 空管实验 | 第53页 |
| 4.2.2 恒温层的影响 | 第53-54页 |
| 4.3 催化剂的筛选 | 第54-62页 |
| 4.3.1 主催化剂的选定 | 第54页 |
| 4.3.2 载体的选择 | 第54-55页 |
| 4.3.3 主催化剂的最佳负载量的确定 | 第55-56页 |
| 4.3.4 助催化剂的筛选 | 第56-62页 |
| 4.4 制备条件对催化剂催化性能的影响 | 第62-68页 |
| 4.4.1 镍盐前驱物的影响 | 第62-63页 |
| 4.4.2 焙烧温度的影响 | 第63-64页 |
| 4.4.3 制备方法的影响 | 第64-66页 |
| 4.4.4 还原条件的影响 | 第66-67页 |
| 4.4.5 催化剂粒径的影响 | 第67-68页 |
| 4.5 小结 | 第68-69页 |
| 第五章 工艺操作条件的研究 | 第69-80页 |
| 5.1 引言 | 第69页 |
| 5.2 温度对催化剂催化活性的影响 | 第69-70页 |
| 5.3 空速对催化剂催化活性的影响 | 第70-71页 |
| 5.4 进料配比对产物CO／H_2比的调变 | 第71-72页 |
| 5.5 与甲烷部分氧化和甲烷二氧化碳重整反应的比较 | 第72-76页 |
| 5.5.1 甲烷部分氧化制合成气 | 第73-74页 |
| 5.5.2 甲烷二氧化碳重整制合成气 | 第74-76页 |
| 5.6 催化剂床层热波研究 | 第76-79页 |
| 5.6.1 不同外控温度催化剂床层热波分布 | 第77页 |
| 5.6.2 不同进料比时催化剂床层热波分布 | 第77-78页 |
| 5.6.3 催化剂床层热波分布的分析 | 第78-79页 |
| 5.7 小结 | 第79-80页 |
| 第六章 催化剂积炭分析 | 第80-95页 |
| 6.1 引言 | 第80页 |
| 6.2 积炭的种类 | 第80-84页 |
| 6.2.1 XPS分析 | 第80-82页 |
| 6.2.2 TGA-DTA分析 | 第82-84页 |
| 6.3 反应体系的积炭反应 | 第84-86页 |
| 6.4 积炭动力学的研究 | 第86-93页 |
| 6.4.1 表观反应级数的测定 | 第86-91页 |
| 6.4.2 表观活化能的测定 | 第91-93页 |
| 6.5 积炭机理的探讨 | 第93-94页 |
| 6.6 小结 | 第94-95页 |
| 第七章 催化剂表面金属中心的考察 | 第95-117页 |
| 7.1 引言 | 第95-96页 |
| 7.2 催化剂表面各物种的结合能与表面含量 | 第96-105页 |
| 7.3 催化剂表面镍物种的研究 | 第105-108页 |
| 7.3.1 镍物种在催化剂表面的化学状态与晶相结构 | 第105-108页 |
| 7.3.2 镍基催化剂活性中心的分析 | 第108页 |
| 7.4 助剂对催化剂的影响 | 第108-115页 |
| 7.4.1 稀土Ce对镍物种化学状态的影响 | 第108-110页 |
| 7.4.2 锂对催化剂表面物种化学状态的影响 | 第110-112页 |
| 7.4.3 锰对催化剂表面物种化学状态的影响 | 第112-114页 |
| 7.4.4 助剂的协同作用 | 第114-115页 |
| 7.5 催化剂SEM分析 | 第115-116页 |
| 7.6 小结 | 第116-117页 |
| 第八章 CH_4、CO_2和O_2制合成气反应机理探讨 | 第117-124页 |
| 8.1 宏观反应分析 | 第117-118页 |
| 8.2 CH_4与CO_2重整反应的机理研究 | 第118-120页 |
| 8.3 CH_4部分氧化反应的机理研究 | 第120-121页 |
| 8.4 反应机理分析 | 第121-122页 |
| 8.4.1 CH_4的解离活化 | 第121页 |
| 8.4.2 CO_2的解离活化 | 第121-122页 |
| 8.4.3 O_2的解离活化 | 第122页 |
| 8.5 CH_4、CO_2：和O_2制合成气反应机理 | 第122-124页 |
| 结论 | 第124-127页 |
| 参考文献 | 第127-138页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 | 第138-139页 |
| 致谢 | 第139页 |
