CMK-3负载高分散Ni纳米团簇催化CO2甲烷化开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

党的十八大报告正式提出2020年全面“建成”小康社会的目标,能源、环境可持续发展是全面建成小康社会的重要组成部分,缓解环境、能源问题迫在眉睫。能源安全方面,中国一个能源消费大国,对能源需求迫切,在化石能源紧缺的情况下,找寻新的替代能源,实现能源独立,对我国及世界安全稳定意义重大。经济成本方面,ni作为成本低廉的非贵金属,便于工业化推广。环境方面,减少co2的排放,对缓解温室效应所造成的环境问题有很大帮助。

随着经济的发展,工业化水平的不断提高,化石燃料的消耗日益增加。这一方面造成了能源紧缺问题,另一方面因co2大量排放造成了严重的环境问题。co2作为地球大气中最丰富的气体之一,若能对其进行有效利用,则对于缓解上述能源短缺与环境问题意义重大。在各种收集利用co2的方式中,将co2加氢催化为co、ch4、ch3oh等烯烃和烷烃是目前的一个研究热点,已有众多学者对其展开了研究。

在co2加氢的产物中,甲烷是最简单的有机化合物,也是十分重要的化工原料,与其他化石燃料相比,它具有更高的热值和更加清洁的燃烧产物。二氧化碳甲烷化是一种通过加氢过程消耗二氧化碳,产生新的燃料的有效方法。现有研究中,研究者已经使用了多种不同的金属/氧化物催化剂对该反应进行研究,co2加氢为ch4可通过三种方式发生。一是c-o键直接断裂,二是沿着rwgs co-hydro途径发生,三是沿着甲酸途径发生。由三种途径研究可发现hxco中的c-o键裂解是co2加氢为ch4的关键步骤,这一步可能决定了co2加氢到ch4的整体选择性,而这一步反应的选择性则依赖于催化剂在该反应中的催化对象和催化选择性。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

(1) 材料制备:

(i) 以cmk-3作为活性物质ni的载体,利用浸渍法制备ni@cmk-3复合催化剂材料;

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3. 研究计划与安排

第1—3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译;整理资料,在任务书的基础上,明确研究内容,设计研究方案,确定实验技术路线,了解研究所需原料、仪器和设备,了解相关的结构和性能的测试方法;完成开题报告;

第4—9周:完成ni@cmk-3的制备与结构表征;

第9—11周:测试并分析ni@cmk-3的催化性能;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]kattel, s. et al. tuningselectivity of co2 hydrogenation reactions at the metal/oxideinterface. journal of the americanchemical society, 139, 9739(2017).

[2]romero-sáez, m. et al. co2 methanation over nickel-zro2 catalyst supported on carbon nanotubes:a comparison between two impregnation strategies. applied catalysis b: environmental, 237, 817–825 (2018).

[3]zhao, c. et al. synthesis andfacile size control of well-dispersed cobalt nanoparticles supported on orderedmesoporous carbon. j. mater. chem. a, 2, 19903–19913 (2014).

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