中文摘要 | 第3-6页 |
英文摘要 | 第6-8页 |
主要符号表 | 第12-14页 |
1 绪论 | 第14-34页 |
1.1 研究背景与意义 | 第14-15页 |
1.2 国内外研究现状 | 第15-32页 |
1.2.1 烷烃/CO_2干式重整反应研究进展 | 第15-21页 |
1.2.2 烷烃/CO_2氧化脱氢反应研究进展 | 第21-25页 |
1.2.3 双金属催化剂的研究方法 | 第25-30页 |
1.2.4 本征动力学的测量方法 | 第30-32页 |
1.3 目前研究的不足 | 第32-33页 |
1.4 本文研究内容 | 第33-34页 |
2 实验系统和数值模拟方法 | 第34-60页 |
2.1 催化反应实验及方法 | 第34-49页 |
2.1.1 催化剂制备与表征方法 | 第34-40页 |
2.1.2 催化反应实验系统及方法 | 第40-46页 |
2.1.3 实验数据分析原理和方法 | 第46-49页 |
2.2 密度泛函理论计算方法 | 第49-51页 |
2.2.1 基本原理 | 第49-50页 |
2.2.2 组分表面吸附能计算方法 | 第50-51页 |
2.3 微反应动力学模拟方法 | 第51-58页 |
2.3.1 CHEMKIN PRO软件结构 | 第51-52页 |
2.3.2 稳态等温柱塞流反应器模型和控制方程 | 第52-53页 |
2.3.3 Ni基催化剂反应机理和动力学方程 | 第53-56页 |
2.3.4 微反应动力学分析方法 | 第56-58页 |
2.4 本章小结 | 第58-60页 |
3 动力学控制区间内失活催化剂活化能评测方法的研究 | 第60-74页 |
3.1 传热和传质影响的排除 | 第60-64页 |
3.1.1 实验判断法 | 第61-62页 |
3.1.2 数值判据法 | 第62-64页 |
3.2 失活条件下活化能的测量 | 第64-73页 |
3.2.1 理论分析 | 第65-70页 |
3.2.2 实验验证 | 第70-73页 |
3.3 本章小结 | 第73-74页 |
4 Ni基单金属催化剂上反应条件对甲烷干重整调控的微反应动力学研究 | 第74-94页 |
4.1 动力学依赖特性随反应条件的演变规律 | 第75-85页 |
4.1.1 不同反应条件下甲烷消耗速率对反应物的依赖特性 | 第76-79页 |
4.1.2 动力学依赖特性“描述因子”的构建 | 第79-82页 |
4.1.3 温度和压力对θO/θ*比例的影响规律 | 第82-85页 |
4.2 反应条件的微反应动力学调控规律和机理层级式简化 | 第85-93页 |
4.2.1 反应条件对主要反应路径和动力学相关步骤的调控规律 | 第85-89页 |
4.2.2 详细表面反应机理的层级式简化 | 第89-93页 |
4.3 本章小结 | 第93-94页 |
5 Pt-Co双金属催化剂对甲烷干重整性能调控和动力学研究 | 第94-114页 |
5.1 Pt-Co间协同效应 | 第95-97页 |
5.2 Pt-Co协同作用的反应动力学研究 | 第97-103页 |
5.3 催化剂性能评价 | 第103-111页 |
5.3.1 催化剂活性和稳定性评价 | 第103-105页 |
5.3.2 催化剂的失活与再生 | 第105-111页 |
5.4 本章小结 | 第111-114页 |
6 Pt-Ni双金属及载体可还原性对乙烷干重整催化性能调控和动力学研究 | 第114-136页 |
6.1 VIII族过渡金属上干式重整和氧化脱氢类催化剂划分 | 第114-116页 |
6.2 Pt-Ni双金属催化剂对乙烷干重整反应活性调控 | 第116-123页 |
6.2.1 Pt-Ni双金属调控的催化剂性能评价 | 第116-117页 |
6.2.2 Pt-Ni双金属催化剂结构表征 | 第117-120页 |
6.2.3 Pt-Ni协同效应的密度泛函理论(DFT)计算研究 | 第120-123页 |
6.3 载体可还原性的调控作用及动力学研究 | 第123-135页 |
6.3.1 载体可还原性调控的Pt-Ni双金属催化剂活性评价 | 第123-125页 |
6.3.2 催化剂选择性和产率评价 | 第125-126页 |
6.3.3 不同载体调控的Pt-Ni双金属催化剂动力学研究 | 第126-135页 |
6.4 本章小结 | 第135-136页 |
7 Pd基双金属催化剂对乙烷氧化脱氢催化性能调控和动力学研究 | 第136-148页 |
7.1 Pd基双金属催化剂对乙烷氧化脱氢反应选择性调控 | 第137-138页 |
7.2 Pd-Fe双金属协同效应 | 第138-142页 |
7.2.1 Pd-Fe双金属催化剂性能评价 | 第138-139页 |
7.2.2 反应活化能实验研究 | 第139-140页 |
7.2.3 反应物依赖特性实验研究 | 第140-142页 |
7.3 Pd-Fe双金属催化剂性能评价:反应条件、Fe/Pd配比和再生条件的影响 | 第142-145页 |
7.3.1 温度的影响 | 第142-143页 |
7.3.2 空速和Fe/Pd配比的影响 | 第143-144页 |
7.3.3 再生条件的影响 | 第144-145页 |
7.4 本章小结 | 第145-148页 |
8 结论与展望 | 第148-152页 |
8.1 主要结论 | 第148-150页 |
8.2 主要创新点 | 第150页 |
8.3 后续工作展望 | 第150-152页 |
致谢 | 第152-154页 |
参考文献 | 第154-170页 |
附录 | 第170-201页 |
A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录 | 第170-171页 |
B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录 | 第171页 |
C. 作者在攻读学位期间参加的科研项目 | 第171-172页 |
附件A:气相和表面热力学数据 | 第172-176页 |
附件B:MATLAB数据处理程序 | 第176-183页 |
附件C:传热和传质影响判据参数汇总表 | 第183-185页 |
附件D:微反应动力学研究部分附图 | 第185-196页 |
附件E:773K和1073K条件下各基元反应的速率常数表 | 第196-197页 |
附件F:1.67 wt% Pt/ZrO_2催化剂上甲烷重整反应物依赖特性 | 第197-198页 |
附件G:Langmuir-Hinshelwood动力学模型推导 | 第198-200页 |
附件H:PtNi/CeO_2催化剂共位吸附模型线性化结果 | 第200-201页 |