На головну

Каталізатори на основі закису нікелю і металевого

нікелю

В ряду каталізаторів конверсії вуглеводнів в якості ефективних визнані никельсодержащие композити [19,21,22]. У дослідженнях по розробці МКС для генерації водородсодержащего палива також використовуються Ni- і NiO-каталізатори - як у вигляді індивідуальної активної фази на пористому тонкошаровому носії, так і в складі багатокомпонентного каталізатора.

Бінарні оксидні системи складу NiO- MexOy служать вихідними речовинами при отриманні каталізаторів типу Ni-оксид. Властивості вихідних речовин дуже впливають на характер нікель оксидних каталізаторів, тому їх розгляд представляє інтерес. Важливою особливістю цих систем є здатність до відновлення з утворенням металевого нікелю, що характеризує міцність зв'язку Ni2+ в комплексі NiO- MexOy.

У зв'язку з великим науковим і практичним значенням в [19] була досліджена cистема NiO-Al2O3. Мілліген показав, що опади, отримані взаємодією розчинів аміаку і солей Ni і Al, мають рентгенограми відповідних гідроксидів. На противагу цьому, опади, які утворюються із змішаних розчинів нітратів нікелю і алюмінію і ряду інших сполук, рентгеноаморфни. Це було пояснено збільшенням дисперсності гідроксидів внаслідок взаємного захисту від кристалізації. Також в дослідженні показано, що відсутність адитивності властивостей бінарних систем не обмежується гальмуванням швидкості кристалізації. Було зроблено припущення, що при осадженні гідроксидів Ni і Al між композитами осаду відбувається взаємодія, в результаті якого утворюється гідроалюмінати нікелю. Дослідження методом ІЧ-спектроскопії бінарних гідроксидів дозволило зробити висновок, що в процесі осадження між компонентами відбувається взаємодія, в результаті якого утворюється гідроалюмінати нікелю. Відомості про фазовий складі Системи NiO-Al2O3 після прожарювання суперечливі. Зразки, що містять від 20 до 50 мол.% Al2O3, Прожарені при 500oЗ, рентгеноаморфни, а зразки, що містять менше 20 і більше 50 мовляв. % Al2O3, Дають тільки дифракційну картину NiO або Al2O3, Відповідно. При прожаренні на повітрі при 700оЗ в зразках з еквімолярних співвідношенням NiO до Al2O3 утворюється шпинель, що дає тверді розчини як з NiO так і з Al2O3.

Ni / Al є двофазної і складається з шпінелі (твердого розчину NiO в ?- Al2O3) і твердого розчину на основі NiO. При термічній обробці в струмі водню утворилися нікель алюмінієві сполуки в більшій чи меншій мірі відновлюються, утворюючи фазу металевого нікелю. Ступінь відновлення залежить і від складу каталізатора.

При використанні нікелевих каталізаторів в реакціях, пов'язаних з переробкою вуглеводнів (стосовно завдань водневої енергетики - процеси парової конверсії вуглеводнів), слід враховувати ймовірність протікання небажаного утворення на поверхні каталізатора вуглецевих (коксових) відкладень. Це призводить до блокування активної поверхні і дезактивації каталізатора.

У літературі описані 2 різних механізми закоксовиванія каталізаторів, в тому числі і NiO / Al2O3 іNi / Al2O3 (Або Ni / (Al2O3-ZrO2) [22]:

Консекутівний механізм освіти вуглецевих відкладень реалізується на поверхні оксидних каталізаторів, що мають льюїсовськие і бренстедовскіе кислотні центри. Цей механізм видається як ряд послідовних реакцій освіти «мономерів ущільнення» і проміжних продуктів ущільнення на основі полімеризації, конденсації, дегидроциклизации, зв'язування ароматичних кілець і збідніння воднем аж до графітоподібний структури.

Механізм «карбідного циклу»реалізується при розкладанні вуглеводнів на поверхні металів. У (III) групи підгрупи заліза, в т.ч. Ni. Механізм складається з двох етапів:

-Хімічні етапу, що включає в себе каталітичне розкладання адсорбованих на поверхні металевої частки вуглеводнів до атомів вуглецю через проміжні поверхневі карбідоподобние з'єднання;

-Фізична етапу, що полягає в міграції утворилися атомів вуглецю шляхом дифузії через металеву частинку до центрів кристалізації графітової фази на тильній стороні цієї частки.

Характер протікання процесу зауглерожіванія по «КАРБІДНИЙ циклу» обумовлює особливу морфологію вуглецевих відкладень, званих каталітичним волокнистих вуглецем. Зазвичай це волокна або нитки, в головній частині яких знаходиться частка металу.

В [22] описаний Ni / Al2O3-каталізатори, що містить поряд з нікелем і оксидом алюмінію також фазу алюмонікелевой шпінелі; остання перешкоджає спікання дисперсних частинок нікелю в умовах реакції углеродообразованія, що протікає в умовах експлуатації досить інтенсивно.

 



Будова і властивості діоксиду цирконію | Патентний пошук

Санкт-Петербурзький державний ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ | реферат | Вступ | воднева енергетика | Мікроканальних каталітичні реактори в процесах водневої енергетики | Способи формування тонкошарових оксидних покриттів | Вихідні матеріали, реактиви, прилади та обладнання | Методика приготування суспензії Al2O3-ZrO2 | Методика формування тонкошарового оксидного покриття на пластинчастих носіях | Властивості покривних суспензій |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати