一、催化重整反应在燃烧研究中的潜在应用（论文文献综述）
胡娅伦[1]（2021）在《生物质热化学转化过程低聚中间体定向转化研究》文中认为木质纤维素类生物质是一类可再生的有机碳资源,建立可靠的生物质炼制工艺转化制备燃料或化学品可减少社会对化石资源的使用,同时减缓CO2排放带来的环境问题。热解和气化是具有应用前景的技术。目前,依然存在诸多制约其商业化应用的关键问题亟待解决。本论文将针对转化过程中“低聚中间体”定向转化的问题展开研究,提高生物质炼制过程的碳收率,提升热解和气化工艺的经济技术可行性,为其潜在的商业化奠定科学和技术基础。针对生物质热解过程中的低聚中间体转化,基于“低聚中间体内循环热解聚”的原理设计了移动床热解反应器,实现热解过程中低聚体的二次热解转化;针对气化过程中的低聚中间体（焦油）转化开展催化重整研究,采用载体筛选、载体改性和活性组分改性相结合的策略合成高效镍基催化剂。本论文的研究内容如下:（1）在热解过程低聚体转化研究中,借助传统固定床热解反应器模拟实验研究用于指导并设计了新型移动床反应器,实现了低聚中间体热解过程中的二次解聚转化。此外,将该移动床与固定床反应器联用并用于分段式生物质催化热解,考察了Si C@MZSM-5和Mo-ZSM-5两种催化剂的性能。核壳结构的Si C@MZSM-5参与过程的芳烃碳收率12.0%。“一锅法”合成的Mo-ZSM-5催化剂参与过程的芳烃碳收率14.9%。催化剂的寿命性研究发现热解过程中低聚中间体的脱除可提高下游固定床催化剂的寿命。这部分研究对生物质热解低聚中间产物的转化提供了有价值的思路。（2）在气化焦油催化重整的研究中,首先考察了重整温度的影响。选取甲苯（1000 ppmv）为焦油模型物和氢气（35.0%）、二氧化碳（20.0%）、一氧化碳（35.0%）和氩气（平衡气）为模拟合成气,系统的研究操作温度650°C-850°C下甲苯的转化率。2 wt%Ni/Ce O2（不同形貌）、2 wt%Ni/Mg Al2O4-溶剂热和La Ni O3几种催化剂在考察温度下均可100%转化甲苯,并借助XRD、BET和SEM对催化剂进行表征。（3）气化焦油重整催化剂载体影响的研究中,扩展焦油模型物的种类,并选取甲苯、苯酚和1-甲基萘混合物作为研究对象（50 g/Nm3）。考察了Al2O3、Mg Al2O4-共沉淀、Mg Al2O4-溶剂热、Mg O/Al2O3和不同摩尔比的Mg O+Al2O3几种载体对焦油重整性能的影响。Mg O+Al2O3（n/n=1/1）载体要优于其它几种。接着引入Ce O2为载体改性剂,系统的研究其负载量对重整性能的影响。10 wt%Ni/10 wt%Ce O2/Mg O+Al2O3和10 wt%Ni/20wt%Ce O2/Mg O+Al2O3两种催化剂展现出优异的性能。此外,还研究了催化剂的煅烧温度和还原方式（在线和离线）的影响。借助XRD、XPS、HRTEM和TG对催化剂进行表征。Ce O2的存在影响催化剂表面Ni颗粒的粒径分布;影响催化剂表面Ni的化学价态;影响反应后催化剂的积炭收率。此外,Ce O2的负载量影响其粒径和还原性。（4）气化焦油重整催化剂活性组分改性的研究中,系统的研究了不同负载量的碱金属K和Na对10 wt%Ni/10 wt%Ce O2/Mg O+Al2O3和10wt%Ni/20 wt%Ce O2/Mg O+Al2O3两种催化剂的重整性能影响。2 wt%的K和Na引入提升了催化剂的寿命并一定程度上抑制了副产物甲烷的生成速率。利用XRD、XPS、HRTEM、HAADF-STEM和Mapping、NH3-TPD、CO2-TPD和TG对催化剂进行系统的表征。K和Na的存在影响催化剂表面Ni和Ce颗粒的粒径分布;催化剂表面的酸性及碱性;催化剂表面Ni和Ce的化学价态;反应后催化剂的积炭收率。总的来说,气化焦油催化重整的相关研究为新型高效镍基催化剂的设计或催化剂的优化提供一定的指导。
刘翔宇[2]（2021）在《天然气基中温化学链制氢热力学机理与实验研究》文中进行了进一步梳理在能源与环境问题日益严重的今天,愈发的强调能源与环境的协同发展。氢能的高效制备与利用是当前国际发展与国家发展的重要前沿方向,全球的主要国家都高度重视氢能的发展,甚至将其上升到国家战略的高度。在国家的整体能源系统中,氢能也成为了未来国家能源战略与能源规划中重点研究的内容。化石燃料在未来的一段时间内仍然是能源体系中的重要组成部分,因此实现以天然气为主的化石燃料向氢能的高效转化则对目前发展清洁能源体系具有重要的意义。然而传统的天然气制氢方式不仅存在反应温度高、反应能耗大、能量转化效率低以及碳排放等方面的问题,因此需要发展型的天然气制氢方式。化学链制氢则是一种具有发展潜力的制氢方法。本论文围绕天然气的化学链制氢反应过程,对其能量转化与反应机理进行分析,对其反应性能进行实验研究,并在其基础上提出进一步降低反应温度的反应分离一体化的水基化学链制氢方法,开展在中温下实现天然气向氢气的高效转化的机理与实验研究。以化学能的综合梯级利用原理为基础,分析制氢反应过程的物质（?）、吉布斯自由能与物理（?）之间的相互关系,建立起制氢过程的能量转化特性方程,发现若要提高反应过程向产物中转化的化学（?）,则要尽可能地降低反应过程（?）损失和物理（?）转化。对比天然气化学链制氢过程与天然气重整制氢过程,发现化学链方法在降低反应温度的同时,能够有效的减小制氢过程的（?）损失和产物中物理（?）的占比,使得化学（?）的转化在反应过程的整体（?）变化中的份额得到提升。基于化学反应平衡原理,发现采用反应分离一体化的水基化学链制氢方法能够进一步的在降低制氢温度的同时提高天然气向氢气的转化性能,获得更好的能源利用效率。针对化学链反应过程,利用本团队研制的多孔蜂窝型化学链反应器进行相关的实验研究。对于该反应器内的化学链反应过程,我们提出使用两段式的动力学模型进行描述。两段式模型被分为两个阶段,分别为第一阶段的类均相模型和第二阶段的类未反应核收缩模型。通过实验对反应过程的动力学特征参数和反应速率方程进行计算与分析后可以发现,两段式模型与多孔蜂窝型反应器内的化学链反应过程能够很好的匹配,且所得到的反应速率方程与实验结果较为吻合。在该反应器内对天然气的化学链制氢过程的反应性能也进行实验研究,在600℃的反应温度下,能够实现90%以上的天然气转化率。对反应过程进行分析可以看出,反应的氧传递速率过快会导致CH4被彻底氧化生成CO2和水,随着载氧体含氧量的下降或天然气摩尔量的增大,反应出口的H2的浓度会得到有效提升。与非蜂窝型固定床反应器的相关实验对比,结果表明在最佳反应区间内本研究所进行的实验能够在反应温度相对更低的条件下,实现CH4转化率20个百分点的提升,有效产物出口浓度10个百分点的提升。另外在连续30个循环反应过程中没有发生反应性能的衰减,载氧体表面也未出现烧结与结构变化,载氧体的循环稳定性较好。在天然气化学链制氢实验的基础上,为了进一步探索在更低反应温度下天然气制氢的可行性,提出了采用反应分离一体化的水基化学链制氢方法。通过反应平衡计算可以看出,该方法相较于天然气化学链制氢过程能够在降低反应平衡温度的同时提升天然气的转化性能。以Li4SiO4作为CO2吸附剂,在反应器对该反应过程进行实验验证,突破性的将反应温度设定在420℃,远低于已有研究的实验温度。实验结果表明在经过5次还原-吸附循环反应后,能够实现CH4接近40%的转化,反应出口 H2浓度超过50%。这表明该方法能够有效地降低制氢反应过程的温度,同时实现CO2在反应过程中的分离,避免了后续气体产物的分离过程。该研究为后续的中温天然气化学链制氢研究提供了新的思路与方向,也奠定了理论与实验基础。
李思敏[3]（2021）在《木质素及其衍生物定向转化制备液体燃料的反应机理和产物调控研究》文中研究指明在木质纤维素类生物质组分中,木质素具有天然的芳环结构,在转化为芳烃或环烷烃类化合物以用于液体燃料的作用具有巨大潜力,也对提高生物质全组分的高效利用具有重要意义。本文针对研究中存在的科学问题,开展了生物质热解和水解发酵路径中产生的热解木质素和酶解木质素两类木质素及其衍生物高值化转化技术探索。针对木质纤维素类生物质原料热解油中重质酚类低聚物（热解木质素）组分在结构特性和生成机理方面尚不明晰的问题,采用了更适合分析大分子聚合物的HPLC/Qtof-MS、GPC以及1H-13C HSQC NMR新型检测技术,对实际生物质热解油中的热解木质素的组成和结构特性进行了详细分析,并将其木质素单酚模化物模拟实验所产生的酚类低聚物进行对比分析,认为实际热解木质素中组分大多为具有复杂侧链且以C-C键相连的木质素酚类单体、二聚体或多聚体,具有进一步转化利用的潜力。单酚模化物热解会产生更多的焦炭,表明焦炭的产生主要来源于热解中芳香族自由基的二次反应。结合DFT理论计算揭示了热解木质素的可能生成机理,对从热解源头抑制酚类低聚物生成的策略研究提供了理论基础。针对酶解木质素的结构特性进行了1H-13C HSQC NMR表征,并与热解木质素进行对比,发现酶解木质素更好地保留了天然木质素的C-O醚键结构,含氧量相对也更高。因此,在制备液体燃料的目标下,两类木质素均具有进一步转化利用的巨大潜力。进而,针对催化热解和液相“两步法”催化转化两种路径,设计了不同的催化体系以实现从木质素及其衍生物高效生产烃类化合物。针对木质素及其衍生物催化热解转化路径,引入Lewis酸为主的介孔氧化铌作为催化剂进行工况探索。研究发现,该催化剂具有良好的脱氧以及抑制多环芳烃（PAHs）或催化剂积碳（Coke）的生成的能力。酶解木质素在650℃和C/L（催化剂/原料）为9:1时,具有最高的总芳香烃产率,其中单环芳烃（MAHs）的选择性达到90%以上。热解木质素催化热解的总芳香烃产率与酶解木质素接近,但焦炭产率（Char）相对稍高。采用模化物实验和理论计算的方式,对催化热解产物生成的可能路径以及催化剂脱氧和抑制PAHs/Coke生成的可能机制进行了探索。结果表明,氧化铌表面酸性位点吸附热解产物分子时,对CAr-O键具有不同程度的拉长和削弱作用,在热解高温环境下该化学键更易于断裂,从而实现了较好的脱氧效果;此外,随热解产物分子含氧量的降低,产物分子在催化剂表面吸附强度随之降低,因而在芳烃类脱氧产物形成后易于离开催化剂表面,避免了过度反应而生成多环芳烃和催化剂积碳。针对木质素及其衍生物液相“两步法”催化转化路径,引入Nb-Mo共晶介孔氧化物催化剂,实现了在乙醇溶液体系中将木质素转化为类型单一的烷基酚类酚单体平台化合物。研究发现,Nb、Mo掺杂比为5:5时具有较好的木质素解聚效果,并能够避免Mo元素在液相反应中的流失。优化工况下,酶解木质素和热解木质素的芳香族单体化合物总质量收率分别为444.4 mg/g Lignin和386.5 mg/g Lignin。其中,酶解木质素解聚产物以C8的烷基酚为主,而热解木质素解聚产物则以侧链烷基化程度更高的C14～C16的烷基酚为主。针对木质素酚单体平台化合物的加氢脱氧,以乙酚为模化物,在水为溶剂和甲醇供氢的常压氮气下,采用活性炭负载金属型催化剂进行加氢脱氧反应工况的初步探索,实现了酚类化合物加氢为环烷醇类化合物为主的产物。在初步探索的基础上对产物进行优化调控,采用复杂的酚单体平台化合物（二氢丁香酚,DHE）,通过在体系中引入低压氢气和Nb2O5固体酸催化剂实现了100%的C9烃类化合物的收率。研究还结合氘代试剂反应和理论计算,明确了本物理混合催化体系水相温和加氢脱氧的过程中不同供氢源和不同催化剂的作用规律。针对本文所涉及的潜在的木质素及其衍生物转化路径,采用Aspen Plus模拟搭建了从木质素原料出发的催化热解和液相“两步法”转化系统流程,对酶解木质素和热解木质素在不同路径下的能量转化效率进行了对比研究,由此对不同结构特性的木质素的转化利用途径提供有价值的理论支持。
张凤霞[4]（2021）在《改性Ni/γ-Al2O3催化甲烷二氧化碳重整及其热化学回收余热的研究》文中认为化石燃料燃烧释放的CO2是导致全球气候变暖的主要因素之一。甲烷二氧化碳重整技术能将这两种温室气体（CH4、CO2）转化为氢碳比（H2/CO）接近1的合成气。该合成气易于羰基化反应、二甲醚合成和Fischer-Tropsch合成等反应,转化为长链碳氢化合物,实现二氧化碳资源的高值化利用。因此,甲烷二氧化碳重整技术具有环境保护和资源化利用的双重意义。甲烷二氧化碳重整技术的镍基催化剂因易烧结和易积碳而导致催化活性下降甚至失活是该技术工业化应用的瓶颈问题。本论文针对Ni/γ-Al2O3催化剂的抗积碳及稳定性差问题,采用Ca O和Co改性Ni/γ-Al2O3催化剂以提高催化剂的稳定性和抗积碳能力。针对甲烷二氧化碳重整反应的吸热特性,研究了甲烷催化重整热化学回收烟气余热的耦合机制。该技术实现了余热的高效利用和碳回收利用的双重碳减排效果。系统研究了甲烷二氧化碳重整的相关反应机理及热力学参数。分析了不同反应温度（500～1200℃）、压力（0.5～2.0atm）、CH4/CO2（0.5～2）和微量氧与水对重整的转化率、选择性和积碳的影响特性。研究得出:高于900℃后,催化反应的重整转化率和选择性能保持在较高的水平,温度继续升高对转化率和选择性的增加影响较小。1atm和CH4/CO2=1时,甲烷、二氧化碳转化率可达到98.4%和97.0%。反应过程中微量的氧与水有助于提升目标产物的选择性和减少积碳量,氢气和一氧化碳的选择性可分别达到94.7%和96.9%,而积碳率仅为5.7×10-23%。采用浸渍法分别制备了Ca O改性Ni/γ-Al2O3和Co改性Ni Ca O/γ-Al2O3催化剂,对改性催化剂进行XRD、BET、H2-TPR、SEM、拉曼、红外光谱等检测表征,并进行重整催化活性的实验研究。研究得出添加一定量的Ca O能有效提高活性金属的分散性,并可有效抑制镍铝尖晶石的形成,提升催化剂的催化活性。Ca O改性Ni/γ-Al2O3催化剂,可使甲烷的转化率高达92.0%,二氧化碳的转化率高达95.0%,氢和一氧化碳的选择性分别达到87.9%和94.2%。添加Co会形成镍-钴化合物,增强活性金属镍与钴的协同作用,提升催化剂的抗积碳能力和稳定性能。Ni8Co2Ca O3/γ-Al2O3催化剂具有最优异的催化活性、稳定性和抗积碳能力,使得甲烷和二氧化碳的转化率分别达到92.6%和96.7%,氢气和一氧化碳的选择性分别达到82.8%和98.4%,稳定性达到100h以上。甲烷二氧化碳催化重整过程的积碳主要来源于甲烷高温裂解,在催化剂上形成碳纤维从而破坏活性金属与载体间的链接、或生成致密包裹的聚合碳导致催化剂失活。高温有利于重整主反应的进行,但是温度高于900℃后,尽管碳气化反应有一定的消碳效果,但甲烷裂解积碳的反应速率高于碳气化反应,最终积碳量会明显增加。温度对催化剂积碳量的影响比压力的影响更加敏感,提高温度、降低压力都有助于减少积碳。催化剂负载氧化钙和钴能显着提高催化剂的抗烧结和抗积碳性能。优化后的Ni8Co2Ca O3/γ-Al2O3催化剂在800℃、常压下连续反应100h仍能保持良好的催化活性,碳转化率仅为1.5%。研发了甲烷干重整热化学法回收烟气余热的技术,并进行了能量耦合与匹配的系统研究。甲烷干重整热化学余热回收率取决于重整后合成气中氢和一氧化碳的比例,重整反应热和热转化系数随着温度的升高或二氧化碳比例的增加而增加。采用甲烷干重整热化学回收余热,在提供相同有效热的前提下,能减少甲烷供给量,碳减排达到14.4%的效果。利用蓄热式甲烷三重整热化学余热回收工艺简化了烟气余热回收利用的工序。研究得出甲烷三重整反应在温度高于800℃能明显提高甲烷和二氧化碳的转化率,并提高合成气的产率。合成气H2/CO比控制在1.5～2.0,甲烷和二氧化碳的转化率分别可达99.0%和88.0%以上。催化过程中少量添加氧气不仅补充重整反应过程的热量,也能使三重整的反应热和热化学转化增量分别达到144.9k J·mol-CH4-1和27.4%。
苏银海[5]（2020）在《活性炭催化热解稻壳联产苯酚和CO的实验研究》文中进行了进一步梳理生物质作为唯一可再生的碳能源,具有储量丰富、来源广泛的优点,是仅次于化石燃料的第四大能源。快速热解技术是一种以获取液态热解生物油为主要目标的热化学转化手段。但直接热解获得的生物油含氧量较高、化学性质不稳定性,作为液体燃料使用或提纯化学品之前还需进一步提质。此外,目前的催化热解中主要针对液体产物进行提质,对气态产物的研究不足。本文以磷酸活化法制备的活性炭作为固体酸催化剂,以典型农林废弃物稻壳为原料,开展了催化重整富集苯酚的实验研究。在明确活性炭制备参数和催化热解参数对于苯酚富集性能影响的基础上,对生物质主要组分在催化重整过程中向气液相组分转化的规律进行了实验研究。并以此为基础,探索预处理耦合活性炭催化重整协同富集苯酚和CO的可行性。在活性炭催化剂的制备方面,分别采用KOH、ZnCl2和H3PO4三种活化剂制备出P-AC、Z-AC和K-AC三种活性炭,并应用于稻壳催化热解实验中,结果表明磷酸法制备的P-AC催化剂有着最佳的苯酚富集效果。对磷酸活化过程的研究表明,磷酸/杨木质量比1:1、活化温度500℃和活化时间90 min为最佳的磷酸活性炭制备条件。进一步对催化重整过程参数的研究发现,催化剂/稻壳质量比0.8,催化热解温度500℃为最适宜苯酚的富集条件。活性炭催化剂的9次催化循环实验发现,第1-3次循环中生物油主要由高纯度的苯酚和烷基苯酚组成,其中第1次循环中包含苯酚和少量的2/3-甲基苯酚;第2-3次循环中出现了大量的4-乙基苯酚。第4次循环后酚类物质的实际峰面积大幅度下降,产物品质较低。失活催化剂的表征表明,磷酸活性炭的失活主要表现为催化剂表面丝状积碳导致的表面含磷官能团覆盖和2-3 nm中孔孔隙堵塞。生物质主要组分的转化实验中,半纤维素和纤维素的最佳催化转化条件均出现在催化剂质量比1:1、催化热解温度450℃时,液相产物以酚类物质为主,气相产物以CO为主。但在生物质最佳热解温度500℃时,半纤维素中苯酚的富集度和峰面积以及CO的浓度均出现了明显下降。纤维素所受影响很小,气液相产物中仍以苯酚和CO为主。最适宜木质素催化热解的条件出现在催化剂质量比1:1、催化热解温度500℃时。热解油中出现高浓度的苯酚,热解气中CO、H2、CO2和CH4四种气体组分均明显存在。乙酸钾模拟的灰分实验表明总体上灰分是不利于各组分催化产物的富集。基于组分实验的结论,后续的实验中分别使用酸洗-烘焙联合预处理、水热预处理和酸性预处理对稻壳进行源头调制,通过选择性地去除灰分和半纤维素达到协同富集苯酚和CO的目的。在最佳预处理条件下的实验结果如下:酸洗后240℃烘焙的稻壳经催化热解,气相中CO浓度上升到61.86%,体积产率为174.34 m L/g。液相中苯酚的相对峰面积为71.72%,质量产率为直接热解稻壳RH-N的1.41倍,催化热解稻壳RH的0.97倍;150℃水热后的稻壳,气相产物中CO的体积浓度和产率分别为66.68 vol.%和272.19m L/g。液相中的苯酚相对峰面积为74.67%,质量产率为RH-N的1.45倍,RH的1.05倍;100℃酸解后的稻壳,气相中CO的体积浓度和产率分别为63.23 vol.%和163.59m L/g。液相中的苯酚相对峰面积为67.14%,质量产率为RH-N的2.02倍,RH的1.41倍。以上实验结果表明,预处理协同活性炭催化重整显着提高了催化热解油气的品质,成功实现了液相产物中苯酚和气相产物中CO的同时富集。
魏国强[6]（2020）在《铁基复合氧载体生物质化学链气化耦合CO2裂解基础研究》文中研究表明随着经济社会发展与化石能源的大量使用,由CO2排放引起的温室效应日益严重,此外,我国化石能源对外依存度也不断攀高,对国家能源安全造成很大挑战。生物质资源是清洁可再生资源,具有来源广泛、碳中性特点。生物质化学链气化反应（CLG）采用氧载体晶格氧代替分子氧实现高品质合成气制备,具有氧源廉价、产物可避免惰性气体稀释等优势,而采用还原态氧载体直接裂解CO2制备高纯CO无需过高能耗和特定催化剂。在此背景下,本文提出采用生物质化学链气化耦合CO2裂解过程制备高品质合成气和CO,实现生物质资源高效清洁利用和温室气体CO2资源化。本文通过热力学计算解析了生物质化学链气化耦合CO2裂解反应平衡限度及反应调控规律。采用廉价铁矿石为基体,引入外源活性金属组分来构筑高活性氧载体序列,研究化学链气化耦合CO2反应历程及关键参数影响机制,揭示氧载体反应动力学特性及晶格氧迁移机理。主要内容包含:1)反应过程热力学分析;2)铁基复合氧载体构筑与反应评价;3)化学链反应耦合CO2裂解反应历程及影响因素;4)生物质化学链气化耦合CO2裂解实验研究;5)耦合过程反应动力学及晶格氧迁移机理。获得如下主要结果和结论:1)热力学计算表明,化学链耦合反应系统可实现生物质向高品质合成气转化同时裂解CO2生成CO,具有半焦分级转化的优势。化学链气化反应碳转化率最高达96.6%,CO2裂解反应转化效率最高达93.1%。提高温度可以强化反应过程,但增加系统热负荷。增大反应压力可提升反应速率,缩短达到平衡时间,有利于与发电系统耦合匹配,但对反应平衡转化有抑制作用。生物质与氧载体配比B/O对反应产物调控具有关键作用,该化学链耦合反应系统可实现自热运行。2)以天然铁矿石为基体,采用外源金属改性可构筑高活性氧载体。外源金属与铁矿石中Fe2O3反应生成CaFe2O5、NiFe2O4、Ce Fe O3等复合氧化物/固溶体来改善氧载体晶型结构、提高氧空位浓度、强化晶格氧传递。外源金属对氧载体反应性能强化次序为NiO>Co2O3>CeO2>CaO。NiO修饰氧载体在化学链反应阶段性气体产物H2/CO与CH4转化率分别为0.72和55.86%;而在CO2裂解阶段CeO2、CaO修饰氧载体显示了较高的CO2转化率,分别为53.74%、52.78%。氧载体高温下与空气反应可恢复晶格氧,反应尾气中CO2含量较低,显示该耦合反应过程具有良好的碳分级转化特性。3)化学链反应前期以热解气氧化及CH4干重整反应为主。气体产物H2/CO在反应历程1/5处获得最大值。随着晶格氧供应减少,CH4裂解及干重整反应成为体系主反应。而在CO2裂解阶段,受氧载体氧空位和气固传质限制,反应呈现稳步下降趋势。外源金属离子可强化晶格氧传递,提高产物H2/CO比,降低热解气中杂质气体含量,改善CO2裂解效率。CaO修饰氧载体在化学链反应中产物最大H2/CO为初始值3倍。CeO2修饰氧载体在CO2裂解阶段CO最大瞬时产率为2.47 mmol/min/g氧载体,CO2最高裂解率为86.13%。反应温度、金属修饰量与CO2裂解阶段CO产率呈正相关,重时空速与CO2转化率负相关。在15次循环测试中,氧载体反应性能保持稳定。氧载体反应路径为:Ca2Fe2O5→CaO/Fe→Fe3O4/CaFe3O5→Ca2Fe2O5/CaFe2O4及Fe2O3/CeO2/Ce Fe O3→Ce2O3/Fe→Ce Fe O3/CeO2/Fe3O4→Fe2O3/CeO2。4)松木与铁基氧载体在化学链气化耦合CO2裂解中生成合成气与CO,外源金属修饰可以提升氧载体化学链反应活性。NiO修饰氧载体综合反应性能优异,在化学链气化中最大碳转化效率为74.18%,合成气热值13.32 MJ/m3,在裂解阶段CO2转化率为64.09%。提高反应温度可以强化整个反应过程。从750℃到950℃,化学链气化碳转化效率从50.84%提高到75.07%,CO2裂解转化率由45.25%提高到63.90%。生物质与氧载体配比增加促进CO2裂解反应。NiO修饰氧载体中活性元素在化学链气化被还原为Fe/Ni单质,进而在CO2裂解阶段被氧化为Fe3O4/Ni。20次循环反应后氧载体反应活性稳定,生物质碳转化效率保持在67.52%,CO2裂解率为73.50%。5)非模型动力学Friedman法计算表明,生物质化学链气化反应活化能分布对应于水分脱除、生物质热解、气体重整、半焦与晶格氧反应四个阶段。水分脱除阶段反应活化能最小,转化率α为0.1时,活化能为21.86 k J/mol。生物质热解阶段活化能增大,而半焦与晶格氧反应受固固传质及还原反应界面限制,需克服能垒最大,α为0.9时,反应活化能达373.78 k J/mol。CO2裂解过程则因氧载体氧空位减少及晶格内部传质阻力增加,活化能则呈现稳步增长的趋势,从6.77k J/mol增加到29.04 k J/mol。化学链反应中氧载体晶格氧O2–首先解离为化学吸附氧O2–/O–由体相向反应表面传递,在反应表面转化为物理吸附氧O2逸出表面与燃料反应,传递机理为:O2–e（lattice）（？）→O2–/O–e（chemical）（？）→Oe2（phy）（？）→O2（g）。氧载体金属离子Fe3+/Fe2+及Ni2+在反应中向低价态金属单质转化,反应中Ni-Fe键的解离速率低于Ni-O键。CO2裂解反应中晶格氧迁移呈现相反趋势,同时Fe元素价态升高,Ni元素价态基本稳定。化学链气化耦合CO2裂解反应可获得高品质合成气同时将CO2转化为CO,具有氧源廉价、能量互补、分级转化的优势。研究结果为探索和开发新型、高效、低成本的生物质合成气制备工艺,实现CO2资源化利用提供了新途径。
陶俊宇[7]（2020）在《生物质厌氧消化沼液催化重整处理与制氢利用研究》文中进行了进一步梳理沼液是生物质厌氧消化产生的高浓度有机废水,随着厌氧消化技术在世界大范围的推广与应用,其处理利用问题也日益严峻。本文针对沼液特性提出沼液催化重整技术,并开展了一系列实验与理论研究,以期为沼液的催化重整处理与制氢利用提供科学依据和理论支撑。（1）针对厌氧消化沼液中含量较高的羧酸类组分及毒害作用较强的酚类组分,开展了模型化合物上的催化重整制氢研究,发现Al2O3载体晶相可通过影响Ni/x-Al2O3催化剂还原过程中Ni0的还原程度,而影响催化剂在乙酸催化重整反应中的活性;ZSM-5载体的硅铝比可以影响Ni/ZSM-5催化剂酸性、疏水性以及Ni0颗粒的形成效果,进而影响催化剂在苯酚催化重整反应中的活性。（2）以源自三种不同发酵底物的厌氧消化沼液作为原料开展了催化重整研究,发现Ni/α-Al2O3催化剂能够催化水蒸气重整条件下的沼液制氢反应,且牛粪厌氧消化沼液在750℃的反应温度下可实现高达13.85 L氢气/L沼液的氢气产率,产气中氢气的含量可达80 vol%。（3）采集了催化重整过程反应前后的沼液样本,测定并分析了沼液催化重整过程的物质流与能量流特点,发现催化重整过程对沼液中的多种污染组分的去除率达90%以上,其氢气产能与上游厌氧消化的沼气产能处于相近水平,且该过程余热回收效率超过93.11%时可实现净能量产出。（4）提出了一种环境影响评价模型方法,并分析了多种生物质转化过程的环境影响,发现催化重整环节的引入可以使厌氧消化过程的碳转化效率提升31.2%,碳减排效益提升50.0%,最终使其环境风险下降24.1%。
袁泉[8]（2020）在《熔融盐用于煤及煤焦油模型化合物热转化的研究》文中进行了进一步梳理碱金属盐具有优良的催化活性及熔融态时具有良好的储热、传热能力,可作为煤气化、焦油脱除、废弃物裂解、粗合成气净化等方面的催化剂和反应介质。多种碱金属盐混合会显着降低熔点并提高催化能力,具有更广阔的应用价值和前景。本论文选用熔点较低的三元碱金属盐（Li2CO3-Na2CO3-K2CO3,LNK）作为催化剂,考察负载LNK盐的煤热解、燃烧、气化反应的反应特性,通过对比调变盐的组成及分析气化过程中残焦结构的演变规律,探究LNK碱金属盐对煤热转化的催化特性规律。并利用自行搭建的熔融盐催化裂解装置,考察LNK熔融盐中焦油模型化合物甲苯热裂解及水蒸气重整的反应特性,分析其产物组成变化规律。主要内容包括:（1）采用热重法考察了煤样的本征热反应特性及碱金属盐的催化反应特性。结果表明,LNK碱金属盐对煤热解反应的影响较小,对燃烧和气化反应具有显着的催化效果。燃烧反应负载1 wt.%的LNK盐为宜,过量的催化剂会在煤焦表面沉积,影响燃烧反应性。气化反应负载量大于10 wt.%会出现催化剂饱和现象,继续增大负载量对煤样的气化反应性提升有限。催化剂饱和时,不同种类或配比的碱金属盐均有较强的催化活性,但催化能力差异不大。不饱和时,不同碱金属盐类的催化活性出现差异,一元盐催化活性:Li2CO3>Na2CO3>K2CO3。二元及三元碱金属中Li2CO3含量越高,催化气化效果越显着。（2）对负载LNK盐的气化残焦进行了晶相结构和表面形貌分析。随气化反应的进行,LNK盐对煤焦侵蚀能力逐渐增强,煤焦的晶相结构及表面形貌发生了变化。碳微晶芳香片层堆砌高度及延展度显着降低,结构无序度增大,煤焦表面变得粗糙,石墨化程度降低。（3）在熔融盐催化裂解装置内,考察了焦油模型化合物甲苯的热裂解反应特性及产物组成变化。甲苯高温裂解产生了H2、CH4,部分液相多环芳烃和积碳,且随着反应温度升高,甲苯转化率提高。熔融盐促进了甲苯甲基上的C-H键断裂,增加了气体和多环芳烃的产量,与无熔融盐热裂解相比甲苯转化率明显提高。（4）考察了LNK熔融盐中甲苯水蒸气重整反应的反应特性及产物组成变化。水蒸气的引入改变了甲苯的热转化路径及产气组成,增加了H2、CO、CO2小分子气体产量,减少了PAHs的生成,且可使积碳量明显降低。但过量的水蒸气会产生较大的进料线速度,使甲苯裂解不充分。在LNK熔融盐条件下,甲苯与水蒸气反应积碳量较无熔融盐中显着降低,气体量则明显增加。（5）对甲苯热裂解积碳及甲苯水蒸气重整积碳进行了分析表明,甲苯热转化产生了丝状碳和无定型碳两种积碳。水蒸气的引入对两种积碳均产生了侵蚀作用,使积碳尺寸减小,比表面积增大,石墨化程度降低。
孟园园[9]（2020）在《氧原子调控Pd及其改性Cu（111）面甲烷部分氧化反应的DFT研究》文中研究说明煤层气是一种清洁能源,但在其开采过程中往往会混入空气,因此将甲烷（CH4）和氧气（O2）通过部分氧化（POM）技术转化为合成气,是使其高效、安全利用的一种有效手段。目前POM反应的难点为降低反应温度和提高CO的选择性。研究表明,采用Pd贵金属作为催化活性组分,可有效降低反应温度。POM反应性能与催化剂表面的d带中心、电荷差分密度等物理性质有关,而这些表面局域态性质可以通过金属掺杂或者吸附氧原子来改变。因此,从分子、原子层面来深入理解不同掺杂形式及氧原子吸附状态对催化性能的影响,对POM反应机理的研究和高效催化剂的开发具有重大理论意义。本论文针对Pd系POM反应,利用基于密度泛函理论的Dmol3模块,研究在Pd小团簇及Pd/Cu（111）单原子合金催化剂上POM的反应过程,并探讨了由O原子吸附引起的局域态改变对活性位点及控速步骤（RDS）的影响,从而为Pd系POM反应研究提供理论依据,并为制备高转化率、高选择性的催化剂提供指导。具体研究内容如下:（1）O原子对Pd2簇上POM反应的促进作用由于CHX（X=1～4）在催化剂上的吸附对于POM反应有重要意义,因此,在Pd2及Pd2O两种模型上,分别计算了CHX（X=1～4）的结合能、分态密度（PDOS）以及CH4的解离能和活化能,并对H2及CO的形成过程进行了研究。结果表明:1)O原子的存在会减弱CHX（X=1～3）与Pd2的结合能,同时使PDOS的峰向左移动;2)O原子的存在降低CH4裂解和CO生成的反应能垒,提高H2生成的反应能垒;3)在整体的POM反应中,O原子不会改变反应的RDS,均为CH2→CH+H,但速率常数由7.27×10–13 s-1升高到4.03×10–8 s-1。总的来说,O原子的存在可以促进Pd2上POM反应的发生,并提高CO的选择性。（2）单原子Pd改性的Cu（111）表面上POM反应的研究当Pd单原子改性Cu（111）时,可能会出现掺杂和吸附两种情况（分别记为:D-Pd/Cu（111）和A-Pd/Cu（111）,对两种表面上的POM反应生成CO的过程进行了研究。逐一计算形成CO过程中所有可能存在中间体的吸附能,对CO的形成路径进行研究,并且计算了两种合金表面的热力学稳定性。结果表明:1）反应过程中间体的吸附能的计算显示,除CH3O和CO外所有中间体在A-Pd/Cu（111）表面的吸附能比在D-Pd/Cu（111）表面上大;2)两种合金表面,Pd原子都会促进Cu（111）表面CO的形成,但形成路径不同。在掺杂D-Pd/Cu（111）表面为:CH4→CH3→CH3O→CH2O→CHO→CO;而在吸附A-Pd/Cu（111）表面为:CH4→CH3→CH2→CH→CHO→CO。但是反应的RSD相同,都是CH4→CH3,总的活化能垒为1.49 e V和1.46 e V,表明CO更容易在A-Pd/Cu（111）表面形成;3)两种合金表面热力学稳定性的计算表明A-Pd/Cu（111）表面的热力学稳定性较差。综上所述,D-Pd/Cu（111）表面更有利于发生POM反应。（3）O原子对D-Pd/Cu（111）表面CO形成过程的调控对O原子存在的D-Pd/Cu（111）（记为O-D-Pd/Cu（111））表面POM反应过程中CO的形成进行了研究,并与O原子存在的A-Pd/Cu（111）（记为O-A-Pd/Cu（111））表面进行了对比。通过金属表面差分电荷密度的分析及O原子吸附能的计算,确定O原子的最佳吸附位点。在确定的O-D-Pd/Cu（111）和O-A-Pd/Cu（111）表面对CO形成过程中间体的吸附能进行计算并确定其最佳路径。结果表明:1)O原子在两个表面的最佳吸附位点都是空穴位点,并且在A-Pd/Cu（111）表面O原子会与Pd原子自动结合形成Pd-O键;2)O原子吸附前后催化剂表面的d带中心计算结果表明,O原子的吸附可能影响反应机理;3)O原子的存在有利于D-Pd/Cu（111）和A-Pd/Cu（111）表面CO的形成,且形成的最佳路径都是:CH4→CH3→CH3O→CH2O→CHO→CO。但是RDS不同,在O-D-Pd/Cu（111）表面为:CH3+O→CH3O;O-D-Pd/Cu（111）表面为:CH4→CH3+H,总的活化能垒为1.04 e V和1.15 e V。因此,O原子的存在有利于POM反应的发生。（4）O原子对H2O在D-Pd/Cu（111）和A-Pd/Cu（111）表面吸附解离的调控在POM反应过程中,H2O是主要的副产物之一,而H2O的解离会形成O物种,不同的O物种对POM反应的影响不同。因此研究H2O的解离对更深入的了解POM反应有重要意义。建立D-Pd/Cu（111）、O-D-Pd/Cu（111）、A-Pd/Cu（111）和O-A-Pd/Cu（111）四种表面模型,对H2O及其解离可能产物的吸附进行研究,并对H2O和OH的解离能进行计算。结果表明:1)在四个表面O原子都容易吸附在表面的空穴位点处,在D-Pd/Cu（111）表面和A-Pd/Cu（111）表面,O原子的存在会影响H原子和OH的最佳吸附位点;2)O原子的存在增加H2O分子在D-Pd/Cu（111）和A-Pd/Cu（111）表面的吸附能,降低其裂解的反应能垒;3)在D-Pd/Cu（111）和A-Pd/Cu（111）表面H2O分子不发生解离反应只是进行吸附解吸的过程。而当O原子存在时,H2O分子主要发生解离反应;4)在O-D-Pd/Cu（111）表面,H2O分子裂解生成的OH会进一步裂解生成H原子和O原子,活化能垒为1.52 e V。综上所述,H2O的解离有利于D-Pd/Cu（111）面上POM的反应。
任梦园[10]（2020）在《松木屑基炭催化剂的制备及在甲烷转化方面的应用》文中进行了进一步梳理化石燃料的过度使用带来了许多问题,包括环境问题和生态破坏等。因此需要开发环保、高效、可再生的替代能源,例如生物质。生物质既可以通过生物、化学转化技术生产燃料,也可以通过不同的方法制备广泛应用于吸附、电化学和催化领域的炭材料。本文选择松木屑作为生物质原料,在课题组之前工作的基础上,提出了一种生物质热化学转化制备炭基催化剂,应用于甲烷转化过程联产燃料气体的策略。首先,对课题组之前的水蒸汽气化余渣催化甲烷转化体系进行了完善和发展。在镍催化松木屑蒸汽气化（SG）过程中添加铈、镁、铜和蔗糖助剂,制备炭基催化剂,并考察其在甲烷干重整（MDR）和甲烷裂解（CMD）中的催化性能。研究表明加入助剂可以提高催化剂的催化性能,特别是催化剂样品在添加镁后可表现出优异的甲烷转化效果。基于此,采用传统的浸渍-热解-还原法（IPR）制备了Mg O负载镍,添加铈、铜和蔗糖为助剂的催化剂,并考察了这些样品催化甲烷转化的性能。研究发现,SG法制备炭催化剂显示出工艺强化的优势,而IPR法为合成低镍含量（3.48 wt.%）的高活性和高稳定性的Ni催化剂提供了新的可能性。其次,结合生物质CO2选择性气化制CO和气化余渣催化甲烷裂解制H2过程,开发出了一种新型生产合成气（CO和H2）的方法。通过改变气化条件调控出口的CO产量和气化余渣的结构性能,不仅得到了连续稳定的化工原料CO,还在气化过程中原位生成了高度分散的活性Ni0。将该气化余渣作为催化剂应用于甲烷裂解制H2过程,得到了高且稳定的甲烷转化率（在850℃下约达91%）,并可联产碳纤维。这两个过程的集成工艺为灵活、经济地生产合成气和具有商业潜力的碳纤维提供了潜在思路。
二、催化重整反应在燃烧研究中的潜在应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、催化重整反应在燃烧研究中的潜在应用（论文提纲范文）
（1）生物质热化学转化过程低聚中间体定向转化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 背景介绍 |
| 1.2 热解技术中低聚中间体转化研究 |
| 1.2.1 低聚中间体转化工艺-催化热解 |
| 1.2.2 催化剂介绍 |
| 1.2.3 催化热解研究进展 |
| 1.3 气化技术中低聚中间体转化研究 |
| 1.3.1 气化技术和低聚中间体转化工艺 |
| 1.3.2 低聚中间体催化重整研究进展 |
| 1.4 论文研究思路和内容 |
| 1.4.1 论文研究思路 |
| 1.4.2 论文研究内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 焦油重整催化剂制备方法 |
| 2.3 催化剂表征方法 |
| 2.4 生物质热解反应 |
| 2.5 生物质气化焦油重整反应 |
| 第三章 生物质热解低聚中间产物的转化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 含低聚体循环热解的移动床反应器设计基础 |
| 3.3 移动床反应器的设计 |
| 3.4 移动床反应器与固定床联用 |
| 3.4.1 SiC@MZSM-5催化剂分段式催化热解研究 |
| 3.4.2 15%Mo-ZSM-5催化剂分段式催化热解研究 |
| 3.5 含低聚体循环热解工艺展望 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 生物质气化焦油催化重整-载体的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 焦油重整催化剂的合成 |
| 4.2.1 焦油重整催化剂的载体制备 |
| 4.2.2 焦油重整催化剂的制备 |
| 4.3 焦油重整催化剂的表征结果与性能评价 |
| 4.3.1 焦油催化重整温度的研究 |
| 4.3.2 焦油重整催化剂载体的筛选和载体的改性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 生物质气化焦油催化重整-碱金属助剂的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 焦油重整催化剂的制备 |
| 5.3 焦油重整催化剂的表征结果与分析 |
| 5.4 焦油重整催化剂的性能评价 |
| 5.4.1 K改性催化剂焦油催化重整性能 |
| 5.4.2 Na改性催化剂焦油催化重整性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 论文结论 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者和导师简介 |
| 博士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
（2）天然气基中温化学链制氢热力学机理与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明表 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 天然气制氢技术概述 |
| 1.2.1 天然气水蒸气重整制氢 |
| 1.2.2 天然气二氧化碳重整制氢 |
| 1.3 天然气化学链制氢技术概述 |
| 1.3.1 化学链方法的发展 |
| 1.3.2 化学链制氢反应的基本原理 |
| 1.4 天然气化学链制氢过程的研究进展 |
| 1.4.1 载氧体研究进展 |
| 1.4.2 化学链制氢反应器与实验研究进展 |
| 1.5 本文研究内容和拟解决的问题 |
| 第2章 天然气化学链制氢反应热力学转化机理 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 化学能的梯级利用原理 |
| 2.2.1 物质(?)、物理(?)与化学反应的吉布斯自由能的相互关系 |
| 2.2.2 反应(?)变、吉布斯自由能、物理(?)的基本方程 |
| 2.3 天然气化学链制氢与重整制氢对比分析 |
| 2.3.1 天然气化学链制氢反应产物(?)增量方程 |
| 2.3.2 反应过程的有效吉布斯自由能 |
| 2.3.3 反应过程的吉布斯自由能损失 |
| 2.3.4 反应过程的热(?)变 |
| 2.4 不同载氧体的天然气化学链制氢反应 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 多孔蜂窝型化学链还原反应动力学实验研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 传统反应动力学模型概述 |
| 3.2.1 未反应核收缩模型概述 |
| 3.2.2 均相模型概述 |
| 3.3 两段式气固反应过程的动力学模型 |
| 3.3.1 第一反应阶段模型描述 |
| 3.3.2 第二反应阶段模型描述 |
| 3.4 多孔蜂窝型化学链反应实验平台 |
| 3.4.1 多孔蜂窝型化学链反应器 |
| 3.4.2 实验平台简介 |
| 3.4.3 主要实验流程与实验条件 |
| 3.5 多孔蜂窝型化学链反应速率研究 |
| 3.5.1 反应动力学基础表达式 |
| 3.5.2 化学链还原反应特性 |
| 3.5.3 第一阶段反应速率方程 |
| 3.5.4 第二阶段反应速率方程 |
| 3.5.5 反应速率方程的实验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 多孔蜂窝型反应器天然气化学链制氢实验研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 实验方案概述 |
| 4.2.1 载氧体的选择 |
| 4.2.2 实验流程 |
| 4.3 基于多孔蜂窝型反应器的化学链反应实验性能 |
| 4.3.1 天然气-氧化镍化学链反应特性 |
| 4.3.2 反应性能分析 |
| 4.3.3 与传统固定床反应器的反应性能对比 |
| 4.4 多孔蜂窝型载氧体的循环再生性实验研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 反应分离一体化的天然气化学链制氢实验研究 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 反应分离一体化的化学链制氢反应概述 |
| 5.2.1 化学反应平衡理论依据 |
| 5.2.2 反应分离一体化的化学链制氢反应流程 |
| 5.2.3 二氧化碳吸附剂的选择 |
| 5.3 化学链制氢反应过程的反应平衡分析 |
| 5.3.1 天然气化学链制氢反应的平衡温度与平衡转化率 |
| 5.3.2 天然气化学链制氢反应的平衡产物分析 |
| 5.4 反应分离一体化的天然气化学链制氢热重实验研究 |
| 5.4.1 热重实验流程与仪器介绍 |
| 5.4.2 载氧体释氧性能热重实验结果 |
| 5.4.3 CO_2吸附剂反应性能热重实验结果 |
| 5.5 反应分离一体化的天然气化学链制氢反应器实验研究 |
| 5.5.1 反应器实验平台 |
| 5.5.2 反应分离一体化的化学链制氢反应器实验结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 6.1 主要研究成果 |
| 6.2 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）木质素及其衍生物定向转化制备液体燃料的反应机理和产物调控研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 世界能源消费现状和预测 |
| 1.1.2 生物质能概况和“碳中和”目标下的机遇 |
| 1.2 木质纤维素类生物质及其转化途径 |
| 1.2.1 生物质水解发酵路径 |
| 1.2.2 生物质水热液化路径 |
| 1.2.3 生物质快速热解路径 |
| 1.3 木质素的种类和结构 |
| 1.3.1 天然木质素 |
| 1.3.2 天然结构改变较大的木质素 |
| 1.3.3 天然结构轻微改变的木质素 |
| 1.3.4 直接获取木质素衍生酚单体平台化合物 |
| 1.4 木质素及其衍生物的高值化利用途径 |
| 1.4.1 木质素的热解和催化热解 |
| 1.4.2 木质素的液相转化 |
| 1.5 密度泛函理论在木质纤维素类生物质转化机理研究中的应用 |
| 1.5.1 密度泛函理论介绍 |
| 1.5.2 常用理论计算软件介绍 |
| 1.5.3 纤维素和半纤维素转化机理研究 |
| 1.5.4 木质素生成和转化机理研究 |
| 1.6 论文选题 |
| 1.7 主要研究内容 |
| 第2章 实验系统和理论计算方法 |
| 2.1 实验原料与试剂 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 实验试剂 |
| 2.2 实验装置与方法 |
| 2.2.1 单酚模型化合物的热解(M-PL) |
| 2.2.2 催化热解反应 |
| 2.2.3 反应釜中木质素解聚和加氢脱氧实验 |
| 2.2.4 催化剂性循环稳定性测试 |
| 2.3 反应物和产物分析 |
| 2.3.1 高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱联用(HPLC/Qtof-MS) |
| 2.3.2 凝胶渗透色谱(GPC) |
| 2.3.3 二维异核单量子关系核磁谱(2D~1H-~(13)C HSQC NMR) |
| 2.3.4 气相色谱-质谱联用仪(GC/MS) |
| 2.3.5 气相色谱(GC) |
| 2.3.6 热重分析(TG) |
| 2.4 理论计算方法与设置 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 催化剂的表征与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 催化剂制备方法 |
| 3.2.1 活性炭负载型催化剂的制备 |
| 3.2.2 介孔氧化铌催化剂的制备 |
| 3.2.3 Nb-Mo共晶介孔氧化物催化剂的制备 |
| 3.3 催化剂表征方法 |
| 3.4 催化剂表征结果分析 |
| 3.4.1 活性炭负载型催化剂表征结果 |
| 3.4.2 介孔氧化铌催化剂表征结果 |
| 3.4.3 共晶介孔催化剂表征结果 |
| 3.5 共晶介孔金属氧化物催化剂的性能和筛选 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 热解木质素的表征和生成机理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 HPLC/Qtof-MS结果分析 |
| 4.3 GPC测试结果分析 |
| 4.4 2D~1H-~(13)C HSQC NMR结果分析 |
| 4.5 热解木质素的生成机理 |
| 4.6 DFT理论计算分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 木质素催化热解的实验和机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 酶解木质素和热解木质素特性对比 |
| 5.3 催化剂和原料比的影响 |
| 5.4 氧化铌催化作用下焦炭/积碳分析 |
| 5.5 催化热解工况的优化 |
| 5.6 催化热解产物分析和生成路径 |
| 5.7 模化物反应和理论计算分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 木质素乙醇液相解聚与酚平台产物的加氢脱氧 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 木质素的乙醇液相解聚 |
| 6.3 酚单体平台化合物的水相加氢脱氧反应 |
| 6.3.1 催化剂负载量的影响 |
| 6.3.2 反应时间的影响 |
| 6.3.3 反应温度影响 |
| 6.3.4 甲醇/反应物摩尔比的影响 |
| 6.3.5 不同催化剂原位加氢反应效果 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 酚平台化合物加氢脱氧制备液体燃料的实验和机理研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 温和加氢脱氧反应的优化 |
| 7.3 物理混合催化体系加氢脱氧机理研究 |
| 7.4 催化可回收性和稳定性测试 |
| 7.5 木质素衍生酚平台混合物的加氢脱氧 |
| 7.6 不同供氢源和催化剂作用机制总结 |
| 7.7 本章小结 |
| 第8章 木质素定向转化为液体燃料路线对比与分析 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 木质素催化热解工艺路线 |
| 8.3 木质素液相“两步法”工艺路线 |
| 8.4 工艺路线的对比与分析 |
| 8.4.1 木质素及其衍生物转化路线的对比与分析 |
| 8.4.2 生物质全组分利用途径下木质素转化路线的分析与建议 |
| 8.5 本章小结 |
| 第9章 全文总结与展望 |
| 9.1 全文总结 |
| 9.2 创新点 |
| 9.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（4）改性Ni/γ-Al2O3催化甲烷二氧化碳重整及其热化学回收余热的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 温室气体的来源与危害 |
| 1.1.1 温室气体的来源 |
| 1.1.2 温室气体的危害 |
| 1.2 二氧化碳减排技术 |
| 1.2.1 二氧化碳捕集 |
| 1.2.2 二氧化碳封存 |
| 1.2.3 二氧化碳的利用 |
| 1.3 甲烷二氧化碳重整技术 |
| 1.3.1 重整技术的发展现状 |
| 1.3.2 重整反应过程 |
| 1.3.3 积碳 |
| 1.3.4 干重整催化剂 |
| 1.3.5 催化剂制备方法 |
| 1.4 甲烷二氧化碳重整过程的能耗 |
| 1.5 选题的目的和意义 |
| 1.5.1 选题的目的 |
| 1.5.2 选题的意义 |
| 1.6 课题的研究内容与创新点 |
| 1.6.1 研究内容 |
| 1.6.2 创新点 |
| 第二章 甲烷二氧化碳重整反应的热力学研究 |
| 2.1 甲烷二氧化碳重整反应过程 |
| 2.1.1 反应体系独立反应的确定 |
| 2.1.2 反应体系的平衡常数 |
| 2.2 甲烷二氧化碳重整反应热力学计算结果与分析 |
| 2.2.1 温度和CH_4/CO_2值的影响 |
| 2.2.2 压力的影响 |
| 2.2.3 氧气的影响 |
| 2.2.4 水的影响 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 CaO改性Ni/γ-Al_2O_3催化剂的研究 |
| 3.1 实验 |
| 3.1.1 催化剂制备 |
| 3.1.2 催化剂性能表征 |
| 3.1.3 催化剂活性测试实验 |
| 3.2 催化剂性能 |
| 3.2.1 BET分析 |
| 3.2.2 H_2-TPR分析 |
| 3.2.3 XRD分析 |
| 3.2.4 SEM分析 |
| 3.3 催化剂的活性和稳定性 |
| 3.3.1 反应温度的影响 |
| 3.3.2 空速的影响 |
| 3.3.3 催化剂的稳定性 |
| 3.4 失活催化剂的特性 |
| 3.4.1 XRD分析 |
| 3.4.2 SEM分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Co改性Ni-CaO/γ-Al_2O_3催化剂的研究 |
| 4.1 实验 |
| 4.1.1 催化剂制备 |
| 4.1.2 催化剂的表征 |
| 4.1.3 催化剂活性测试实验 |
| 4.2 催化剂性能 |
| 4.2.1 BET分析 |
| 4.2.2 H_2-TPR分析 |
| 4.2.3 XRD分析 |
| 4.2.4 SEM分析 |
| 4.3 催化剂的活性和稳定性 |
| 4.3.1 反应温度的影响 |
| 4.3.2 空速的影响 |
| 4.3.3 催化剂的稳定性 |
| 4.4 失活催化剂的特性 |
| 4.4.1 XRD分析 |
| 4.4.2 SEM分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 甲烷二氧化碳重整积碳机理及调控机制 |
| 5.1 积碳特性及热力学分析 |
| 5.1.1 积碳反应 |
| 5.1.2 积碳热力学分析 |
| 5.1.3 积碳过程 |
| 5.2 积碳机理 |
| 5.3 影响积碳的因素 |
| 5.3.1 反应温度 |
| 5.3.2 反应压力 |
| 5.3.3 助剂 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 甲烷重整与余热回收相耦合的热力系统研究 |
| 6.1 甲烷干重整热化学回收 |
| 6.1.1 技术方案 |
| 6.1.2 化学反应 |
| 6.1.3 甲烷干重整热化学余热回收重整反应器 |
| 6.2 甲烷干重整热化学回收过程热力学分析 |
| 6.3 甲烷干重整热化学余热回收过程分析 |
| 6.3.1 反应热 |
| 6.3.2 热化学转化增量 |
| 6.3.3 热平衡 |
| 6.3.4 碳减排效果 |
| 6.4 甲烷三重整蓄热热化学余热回收 |
| 6.4.1 技术方案 |
| 6.4.2 反应机理及蓄热式催化重整反应器 |
| 6.4.3 蓄热式三重整热化学余热回收过程的分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）活性炭催化热解稻壳联产苯酚和CO的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 生物质及常见的利用方式 |
| 1.2.1 生物质简介 |
| 1.2.2 常见的生物质转化利用方式 |
| 1.2.3 快速热解技术 |
| 1.3 预处理技术对于热解产物的提质作用 |
| 1.3.1 物理预处理 |
| 1.3.2 化学预处理 |
| 1.3.3 热化学/烘焙预处理 |
| 1.3.4 生物预处理 |
| 1.4 催化重整过程对于热解产物的提质作用 |
| 1.4.1 金属氧化物催化剂 |
| 1.4.2 分子筛催化剂 |
| 1.4.3 碳基催化剂 |
| 1.5 生物质催化热解富集苯酚的研究现状 |
| 1.6 本课题的主要研究内容 |
| 1.6.1 研究思路 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 1.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第二章 活性炭催化剂催化富集苯酚的实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 实验原料、设备及试剂 |
| 2.2.2 催化热解实验装置及流程 |
| 2.2.3 基本测试设备及分析方法 |
| 2.3 结论与分析 |
| 2.3.1 活性炭的制备方法对催化热解产物的影响 |
| 2.3.2 磷酸法活性炭制备参数对生物油中苯酚产率的影响 |
| 2.3.3 催化热解参数对生物油中苯酚产率的影响 |
| 2.3.4 活性炭催化剂的循环使用特性 |
| 2.4 本章小节 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于生物质组分的催化转化研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 实验原料及试剂 |
| 3.2.2 催化热解实验 |
| 3.2.3 热解产物的分析和计算 |
| 3.3 结论与分析 |
| 3.3.1 催化剂比例和热解温度对半纤维素催化热解产物的影响 |
| 3.3.2 催化剂比例和热解温度对纤维素催化热解产物的影响 |
| 3.3.3 热解温度和催化剂比例对木质素催化热解产物的影响 |
| 3.3.4 钾元素对半纤维素、纤维素、木质素催化热解产物的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 酸洗-烘焙联合预处理耦合活性炭催化热解协同提质油气 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 实验原料及试剂 |
| 4.2.2 酸洗-烘焙预处理样品的制备及流程 |
| 4.2.3 催化热解实验 |
| 4.2.4 预处理稻壳的表征分析 |
| 4.2.5 预处理产率的计算及热解产物的表征分析 |
| 4.3 结论与分析 |
| 4.3.1 酸洗-烘焙联合预处理及其对催化热解产物的影响 |
| 4.3.2 烘焙温度对酸洗-烘焙联合预处理过程中稻壳样品和催化热解产物的影响 |
| 4.4 本章小节 |
| 参考文献 |
| 第五章 水热预处理技术耦合活性炭催化热解协同提质油气 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 实验原料及试剂 |
| 5.2.2 水热预处理样品的制备 |
| 5.2.3 催化热解实验 |
| 5.2.4 预处理稻壳的表征分析和预处理产率的计算 |
| 5.2.5 催化热解产物分析 |
| 5.3 结论与分析 |
| 5.3.1 水热预处理稻壳样品的改性 |
| 5.3.2 水热预处理对催化热解产物的影响 |
| 5.3.3 催化热解路径 |
| 5.4 本章小节 |
| 参考文献 |
| 第六章 稀酸预处理耦合活性炭催化热解协同提质油气 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 材料与方法 |
| 6.2.1 实验原料及试剂 |
| 6.2.2 稀酸预处理样品的制备流程 |
| 6.2.3 催化热解实验 |
| 6.2.4 预处理稻壳的表征分析和预处理产率的计算 |
| 6.2.5 催化热解产物分析 |
| 6.3 结论与分析 |
| 6.3.1 稀酸预处理稻壳样品的改性 |
| 6.3.2 稀酸预处理对催化热解产物的影响 |
| 6.3.3 催化热解路径 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间的学术成果 |
（6）铁基复合氧载体生物质化学链气化耦合CO2裂解基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| Notation |
| 第一章 绪论 |
| 前言 |
| 1.1 生物质资源开发利用现状 |
| 1.2 生物质气化技术 |
| 1.3 生物质化学链气化 |
| 1.4 化学链气化研究现状 |
| 1.4.1 氧载体研究现状 |
| 1.4.2 反应器研究现状 |
| 1.4.3 化学链过程耦合分析 |
| 1.5 选题及意义 |
| 1.6 主要研究内容 |
| 1.7 课题来源 |
| 第二章 生物质化学链气化耦合CO_2裂解热力学分析 |
| 2.1 生物质化学链气化反应系统 |
| 2.1.1 模拟理论基础 |
| 2.1.2 主要参数及指标设定 |
| 2.1.3 结果讨论 |
| 2.2 生物质化学链气化耦合CO_2裂解反应系统 |
| 2.2.1 模拟说明 |
| 2.2.2 结果讨论 |
| 2.3 小结 |
| 第三章 铁基复合氧载体的构筑与反应评价 |
| 3.1 实验原料 |
| 3.2 实验试剂 |
| 3.3 实验设备 |
| 3.4 仪器表征 |
| 3.5 实验方法 |
| 3.6 数据处理 |
| 3.7 天然铁矿石氧载体物化特性分析 |
| 3.7.1 铁矿石氧载体晶型构成分析 |
| 3.7.2 铁矿石氧载体元素组成分析 |
| 3.7.3 铁矿石氧载体晶格氧活性表征 |
| 3.7.4 铁矿石氧载体微观形貌分析 |
| 3.7.5 铁矿石活性晶格氧释放分析 |
| 3.8 外源离子修饰铁矿石氧载体分析表征 |
| 3.8.1 外源离子修饰铁矿石氧载体晶型表征 |
| 3.8.2 外源离子修饰铁矿石氧载体晶格氧反应活性 |
| 3.8.3 外源离子修饰铁矿石氧载体热重分析 |
| 3.9 外源离子修饰氧载体反应评价 |
| 3.9.1 外源离子修饰氧载体化学链反应评价 |
| 3.9.2 外源离子修饰氧载体CO_2裂解反应评价 |
| 3.9.3 空气氧化阶段氧载体反应评价 |
| 3.10 小结 |
| 第四章 化学链反应耦合CO_2裂解反应历程及影响因素 |
| 4.1 实验材料与仪器 |
| 4.2 分析表征 |
| 4.3 实验方法 |
| 4.4 数据处理 |
| 4.5 CaO修饰铁基氧载体反应历程研究 |
| 4.5.1 修饰氧载体晶型构成 |
| 4.5.2 化学链反应中产物组成演化 |
| 4.5.3 氧载体中CaO修饰量对反应影响 |
| 4.5.4 CO_2裂解反应产物组成演化分析 |
| 4.5.5 关键反应参数对CO_2裂解反应影响 |
| 4.5.6 化学链反应耦合CO_2裂解循环反应演变 |
| 4.5.7 氧载体在化学链反应耦合CO_2裂解过程反应路径 |
| 4.6 CeO_2修饰铁基氧载体反应历程研究 |
| 4.6.1 CeO_2修饰氧载体晶型构成分析 |
| 4.6.2 化学链反应阶段气体产物组成演化 |
| 4.6.3 CeO_2修饰量对化学链反应过程影响 |
| 4.6.4 CO_2裂解反应产物组成演化 |
| 4.6.5 关键反应参数对CO_2裂解反应研究 |
| 4.6.6 CeO_2修饰氧载体反应路径解析 |
| 4.6.7 化学链反应耦合CO_2裂解循环测试 |
| 4.2.8 氧载体在化学链反应耦合CO_2裂解循环中微观形貌分析 |
| 4.7 小结 |
| 第五章 生物质化学链气化耦合CO_2裂解实验研究 |
| 5.1 实验材料 |
| 5.2 实验装置与方法 |
| 5.3 分析表征 |
| 5.4 数据分析 |
| 5.5 外源金属修饰铁基氧载体反应性能 |
| 5.6 生物质化学链气化耦合CO_2裂解反应演化 |
| 5.6.1 反应产物组成演化分析 |
| 5.6.2 氧载体晶型演化分析 |
| 5.6.3 氧载体微观形貌演变分析 |
| 5.7 温度对化学链气化耦合CO_2裂解反应影响 |
| 5.8 氧载体赋存比例对反应过程影响 |
| 5.9 循环反应特性研究 |
| 5.10 小结 |
| 第六章 生物质CLG耦合CO_2裂解反应热分析动力学及晶格氧迁移机理 |
| 6.1 实验材料 |
| 6.2 实验仪器与方法 |
| 6.3 化学链气化耦合CO_2裂解反应动力学研究 |
| 6.3.1 生物质化学链气化热重分析 |
| 6.3.2 化学链气化反应动力学分析 |
| 6.3.3 CO_2裂解阶段热重分析 |
| 6.3.4 CO_2裂解反应动力学分析 |
| 6.4 化学链气化耦合CO_2裂解晶格氧迁移机理分析 |
| 6.4.1 化学链反应阶段氧载体晶格氧迁移机理 |
| 6.4.2 CO_2裂解阶段氧载体晶格氧迁移机理 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 不足与建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 攻读学位期间取得科研成果 |
（7）生物质厌氧消化沼液催化重整处理与制氢利用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 生物质厌氧消化技术的发展与应用现状 |
| 1.1.1 生物质处理与利用概况 |
| 1.1.2 生物质厌氧消化技术 |
| 1.2 沼液的处理与利用研究现状 |
| 1.2.1 沼液的肥料化利用 |
| 1.2.2 沼液的生物转化 |
| 1.3 沼液催化重整的研究与应用前景 |
| 1.3.1 催化重整技术 |
| 1.3.2 重整制氢催化剂 |
| 1.3.3 沼液废水的催化重整 |
| 1.4 本文研究内容与思路 |
| 第2章 模型化合物乙酸催化重整制氢 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料与方法 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 催化剂制备 |
| 2.2.3 水蒸气重整实验 |
| 2.2.4 催化剂表征 |
| 2.2.5 数据分析 |
| 2.3 催化剂的XRD表征 |
| 2.4 催化剂的催化制氢活性 |
| 2.5 催化剂的氮气吸附与TEM表征 |
| 2.6 催化剂的H_2-TPR与 XPS表征 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 模型化合物苯酚催化重整制氢 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料与方法 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 催化剂制备 |
| 3.2.3 水相重整实验方法 |
| 3.2.4 催化剂表征 |
| 3.3 催化剂硅铝比对苯酚水相重整制氢效果的影响 |
| 3.4 催化剂镍元素负载量对苯酚水相重整制氢效果的影响 |
| 3.5 催化反应条件对苯酚水相重整制氢效果的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 厌氧消化沼液的催化重整产氢性能与机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料与方法 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 催化剂制备 |
| 4.2.3 水蒸气重整实验方法 |
| 4.2.4 沼液组分分析与催化剂表征 |
| 4.2.5 数据分析 |
| 4.3 反应温度与厌氧消化底物对产氢性能的影响 |
| 4.4 沼液催化重整反应前后催化剂的FT-IR表征 |
| 4.5 沼液催化重整反应前后催化剂的XRD表征 |
| 4.6 沼液催化重整反应后催化剂的TG-MS表征 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 沼液催化重整过程物质流与能量流研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验材料与方法 |
| 5.2.1 实验材料 |
| 5.2.2 沼液组分分析方法 |
| 5.2.3 物质流与能量流计算方法 |
| 5.3 催化重整过程沼液的组分变化 |
| 5.4 生物质厌氧消化-沼液催化重整全过程产物分布 |
| 5.5 沼液催化重整过程能量流分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 沼液催化重整制氢过程的环境影响研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验材料与方法 |
| 6.2.1 研究样本 |
| 6.2.2 评估流程与研究边界 |
| 6.2.3 生物质能源化利用环境影响评价方法 |
| 6.2.4 碳减排项计算 |
| 6.2.5 副产物排放项计算 |
| 6.2.6 剩余物排放项计算 |
| 6.3 现有生物质能源化利用技术的环境影响 |
| 6.4 现有生物质能源化利用技术的环境影响提升潜力 |
| 6.5 催化重整环节的引入对厌氧消化过程环境影响的作用 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 本文主要结论 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A生物质能源化利用过程EIBP因子计算详表 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）熔融盐用于煤及煤焦油模型化合物热转化的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 煤气化 |
| 1.1.1 煤气化技术的重要性 |
| 1.1.2 煤气化反应的一般过程 |
| 1.1.3 煤或煤焦性质对气化反应影响 |
| 1.1.4 外在因素对气化反应影响 |
| 1.2 煤催化气化 |
| 1.2.1 煤炭催化气化研究现状 |
| 1.2.2 煤气化催化剂类型 |
| 1.2.3 催化剂的添加方式 |
| 1.3 粗合成气中焦油的危害及净化 |
| 1.3.1 焦油的危害 |
| 1.3.2 焦油净化方法 |
| 1.3.3 焦油催化裂解的研究现状 |
| 1.3.4 焦油模型化合物的选取 |
| 1.4 熔融盐技术研究现状 |
| 1.4.1 熔融盐的特性 |
| 1.4.2 熔融盐催化气化 |
| 1.4.3 熔融盐催化裂解 |
| 1.5 本论文研究思路与内容 |
| 第2章 实验装置与测试方法 |
| 2.1 实验装置与流程 |
| 2.1.1 热重-质谱联用仪 |
| 2.1.2 固定床管式炉 |
| 2.1.3 熔融盐裂解反应装置 |
| 2.2 样品制备方法 |
| 2.2.1 实验用煤 |
| 2.2.2 脱灰煤的制备 |
| 2.2.3 熔融盐的制备 |
| 2.2.4 催化剂负载方法 |
| 2.2.5 焦样的制备 |
| 2.3 样品分析和表征方法 |
| 2.3.1 气相样品分析 |
| 2.3.2 液相样品分析 |
| 2.3.3 固相样品分析 |
| 第3章 熔融盐用于煤热转化的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料与装置 |
| 3.2.2 实验数据处理 |
| 3.3 原煤及脱灰煤的热解、燃烧、气化行为研究 |
| 3.3.1 热解行为研究 |
| 3.3.2 燃烧行为研究 |
| 3.3.3 气化行为研究 |
| 3.4 LNK盐负载量对脱灰煤反应性的影响 |
| 3.4.1 负载量对热解的影响 |
| 3.4.2 负载量对燃烧的影响 |
| 3.4.3 负载量对气化的影响 |
| 3.5 不同种类碱金属盐对脱灰煤催化气化的影响 |
| 3.5.1 一元碱金属盐催化气化行为研究 |
| 3.5.2 多元碱金属盐催化气化行为研究 |
| 3.6 LNK盐催化气化过程中焦结构演变的探究 |
| 3.6.1 气化反应过程中煤焦结构的变化规律 |
| 3.6.2 催化气化过程中焦结构变化规律 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 熔融盐用于甲苯裂解及水蒸气重整反应的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 实验结果计算方法 |
| 4.2.3 产物表征方法 |
| 4.3 熔融盐中甲苯催化裂解的反应特性研究 |
| 4.3.1 甲苯熔融盐的催化裂解特性 |
| 4.3.2 气相产物组成 |
| 4.3.3 液相产物组成 |
| 4.4 熔融盐中甲苯水蒸气重整反应的特性研究 |
| 4.4.1 反应温度对重整反应的影响 |
| 4.4.2 水碳比对重整反应的影响 |
| 4.4.3 气相产物组成 |
| 4.4.4 液相产物组成 |
| 4.5 甲苯裂解积碳分析 |
| 4.5.1 X射线衍射分析 |
| 4.5.2 表面形貌分析 |
| 4.5.3 热重分析 |
| 4.5.4 比表面积及孔结构分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文主要结论 |
| 5.2 论文创新点 |
| 5.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）氧原子调控Pd及其改性Cu（111）面甲烷部分氧化反应的DFT研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 我国煤层气资源丰富 |
| 1.1.2 煤层气开发与利用现状 |
| 1.1.3 低浓度煤层气甲烷的富集 |
| 1.1.4 低浓度煤层气的利用现状 |
| 1.2 甲烷部分氧化反应 |
| 1.2.1 POM反应的发展进程 |
| 1.2.2 POM反应的热力学和动力学 |
| 1.2.3 POM的反应机理 |
| 1.2.4 POM反应的理论计算 |
| 1.3 钯及其复合催化剂在POM反应的应用 |
| 1.3.1 钯负载型催化剂 |
| 1.3.2 钯合金催化剂 |
| 1.3.3 Pd/Cu(111)催化剂 |
| 1.4 本文的研究思路和研究内容 |
| 第二章 理论计算 |
| 2.1 量子力学 |
| 2.1.1 量子力学中的算符 |
| 2.1.2 量子力学中的假设 |
| 2.2 Hartree–Fock自洽场计算方法 |
| 2.2.1 Hartree–Fock方程 |
| 2.2.2 Hartree–Fock方法 |
| 2.3 密度泛函理论 |
| 2.3.1 Thomas–Fermi方法 |
| 2.3.2 Thomas–Fermi–Dirac方法 |
| 2.3.3 Hohenberg–Kohn定理 |
| 2.3.4 Kohn–Sham方程 |
| 2.3.5 局域密度近似(LDA) |
| 2.3.6 广义梯度近似(GGA) |
| 2.4 过渡态理论 |
| 2.5 本文使用的计算模块 |
| 第三章 氧原子对Pd_2团簇上POM反应机理的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.3 .结果与讨论 |
| 3.3.1 反应中可能中间体的吸附 |
| 3.3.2 CH_4的活化 |
| 3.3.3 氢气生成过程 |
| 3.3.4 一氧化碳生成过程 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 钯吸附在Cu(111)表面对POM反应的促进作用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算方法及模型 |
| 4.2.1 计算方法 |
| 4.2.2 表面模型 |
| 4.2.3 模型的稳定性分析 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 POM反应过程中可能物种的吸附 |
| 4.3.2 CH_4脱氢 |
| 4.3.3 CH_X(X=0-3)的氧化反应 |
| 4.3.4 CH_XO/CH_XOH(X=0–3)的脱氢反应 |
| 4.3.5 POM的反应路径 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 氧原子对Pd/Cu(111)面上POM反应的作用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算方法及模型 |
| 5.2.1 计算方法 |
| 5.2.2 表面模型 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 氧原子的吸附 |
| 5.3.2 POM反应中可能物种的吸附 |
| 5.3.3 CH_4顺序脱氢 |
| 5.3.4 CH_X(X=0-3)的氧化反应 |
| 5.3.5 CH_XO/CH_XOH(X=0–3)的脱氢反应 |
| 5.3.6 POM的反应路径 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 氧原子对Pd/Cu(111)表面上H_2O吸附解离的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 计算方法及模型 |
| 6.2.1 计算方法 |
| 6.2.2 表面模型 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 H_2O解离反应中可能物种的吸附 |
| 6.3.2 O原子和OH以及O原子和H原子的共吸附 |
| 6.3.3 解离反应 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 论文主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（10）松木屑基炭催化剂的制备及在甲烷转化方面的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABS RAC |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 生物质简介 |
| 1.2 生物质利用技术 |
| 1.2.1 热化学法 |
| 1.2.2 生物化学法 |
| 1.2.3 制备炭材料 |
| 1.3 生物质催化气化研究进展 |
| 1.4 甲烷干重整与催化裂解 |
| 1.4.1 甲烷干重整 |
| 1.4.2 甲烷催化裂解 |
| 1.5 研究思路和主要内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 原料试剂与实验装置 |
| 2.2 松木屑水蒸汽气化余渣催化甲烷干重整和甲烷裂解 |
| 2.3 集成松木屑CO_2气化与催化甲烷裂解制合成气 |
| 2.4 样品表征方法 |
| 第三章 松木屑水蒸汽气化余渣催化甲烷干重整和甲烷裂解 |
| 3.1 反应前催化剂的表征分析 |
| 3.1.1 BE和ICP分析 |
| 3.1.2 XRD和PR分析 |
| 3.1.3 SEM和EM图像 |
| 3.1.4 XPS分析 |
| 3.2 催化性能测试与评价 |
| 3.2.1 MDR测试 |
| 3.2.2 CMD测试 |
| 3.3 反应后催化剂的表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 集成松木屑CO_2气化和甲烷裂解制备合成气 |
| 4.1 松木屑CO_2部分气化生产CO |
| 4.2 CO_2气化余渣的表征 |
| 4.2.1 XRD和PR分析 |
| 4.2.2 XPS和BE分析 |
| 4.2.3 SEM和EM图像 |
| 4.3 气化余渣催化甲烷裂解制氢 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
四、催化重整反应在燃烧研究中的潜在应用（论文参考文献）
- [1]生物质热化学转化过程低聚中间体定向转化研究[D]. 胡娅伦. 北京化工大学, 2021(02)
- [2]天然气基中温化学链制氢热力学机理与实验研究[D]. 刘翔宇. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2021
- [3]木质素及其衍生物定向转化制备液体燃料的反应机理和产物调控研究[D]. 李思敏. 浙江大学, 2021
- [4]改性Ni/γ-Al2O3催化甲烷二氧化碳重整及其热化学回收余热的研究[D]. 张凤霞. 昆明理工大学, 2021(02)
- [5]活性炭催化热解稻壳联产苯酚和CO的实验研究[D]. 苏银海. 东南大学, 2020
- [6]铁基复合氧载体生物质化学链气化耦合CO2裂解基础研究[D]. 魏国强. 太原理工大学, 2020
- [7]生物质厌氧消化沼液催化重整处理与制氢利用研究[D]. 陶俊宇. 天津大学, 2020(01)
- [8]熔融盐用于煤及煤焦油模型化合物热转化的研究[D]. 袁泉. 太原理工大学, 2020
- [9]氧原子调控Pd及其改性Cu（111）面甲烷部分氧化反应的DFT研究[D]. 孟园园. 太原理工大学, 2020(07)
- [10]松木屑基炭催化剂的制备及在甲烷转化方面的应用[D]. 任梦园. 西北大学, 2020