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超声改性赤泥基催化剂的组成与结构调控及其氨分解制氢性能研究

批准号:
51404097
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
曹建亮
依托单位:
学科分类:
资源循环利用
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
王晓冬、时建朝、仪桂云、燕昭利、李高杰

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
氧化铝生产过程中产生的赤泥大量堆存,不仅污染环境、存在溃坝隐患,还造成了资源的严重浪费。.氢气是最清洁的能源之一,氨分解制氢技术具有产物氢气中不含COx、原料液氨易于运输、氨的储氢容量和能量密度高于甲醇等其它燃料等优点,而受到科研工作者的广泛关注。然而,高性能氨分解催化剂的制备是氨分解制氢工艺需要解决的主要问题之一。.本项目从氧化铝赤泥的高附加值资源化利用角度出发,对赤泥进行超声改性、组成和结构调控,制备具有特定孔结构和高比表面积的改性赤泥;设计制备改性赤泥负载镍和钌的纳米催化剂,并开展改性赤泥基催化剂氨分解制氢性能和机理研究。系统考察超声辅助改性条件和成孔剂对赤泥微观结构的影响规律,深入研究改性赤泥组成、赤泥各组分的相互作用、赤泥与活性组分的协同作用、改性处理获得的微观结构等对其催化性能的影响规律及催化作用机制等基础问题,以期实现赤泥作为氨分解制氢催化剂的资源化循环利用。
英文摘要
Red mud is a major waste residue of bauxite processing for alumina production using different methods. Its disposal remains an issue of great importance with significant environmental concerns. In the past decades, a lot of research has been done to utilize red mud for environmental-benign applications such as a building material additive, wastewater treatment agent, soil conditioner and for metal recovery.. The on-site generation of hydrogen for fuel cells is of great important for environmental protection consideration. The direct generation of clean and cheap hydrogen motivates the investigation on catalytic ammonia decomposition because ammonia has a high hydrogen storage density, low price, COx-free, complete production technology and transportation technology and other advantages. However, the main issue for the technology of hydrogen production from decomposition of ammonia is the design and synthesis of high activity catalysts.. In view of the above analysis, this project starting from the angel of resource utilization of red mud. Carry out the investigation of ultrasonic modification of red mud, regulate the component and microstructure, and obtaining the modified red mud with specific porous structure and high surface area. Design and preparation the modified red mud supported ruthenium and nickle nanocatalysts. Study on the catalytic performance and catalytic mechanism of the as-prepared nanocatalysts for ammonia decomposition to hydrogen. Systematic investigate the effect of ultrasonic modification condition and the addition of the pore forming agent on the microstructure of red mud. Intensively study the interaction of red mud’s components, the synergistic reaction of red mud and active component, the components and microstructure of modified red mud on their catalytic properties and catalytic mechanism. The ultimate aim is realize the efficient recycling utilization of red mud for ammonia decomposition to hydrogen.
氧化铝赤泥的大量堆存,不仅污染环境、存在溃坝隐患,还造成了资源的严重浪费。赤泥的高附加值资源化利用是整个社会关注的热点。同时,由于治理环境污染的需要,清洁能源的高效获取材料和技术也成为了当前的研究重点。. 本项目从氧化铝赤泥的高附加值资源化利用角度出发,提取赤泥中的可利用组分,对赤泥进行改性处理,并调控其组成与结构参数。对改性赤泥采用XRD、SEM、TEM、N2-sorption、FT-IR、TG-DTA、XPS等进行了系统的表征测试分析。最终,将改性赤泥应用到废水处理和能源与环境催化领域。系统研究了赤泥中氢氧化钠的提取方法、焙烧温度等改性条件对赤泥的结构和组成影响规律、分级孔改性赤泥废水中有机污染物吸附性能、改性赤泥基催化剂催化CO低温氧化性能、改性赤泥基催化剂氨分解制氢性能。通过该研究工作的开展,初步探索出了可行的赤泥改性手段,为赤泥的高效利用提供了一定的理论支持和技术参考。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: 10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2017.06.050
发表时间: 2017
期刊: 硅酸盐通报
影响因子: --
作者: [练佳佳, 唐庆杰, 吴文荣, 曹建亮, 马名杰]
通讯作者: 马名杰
DOI: 10.1016/j.jhazmat.2017.04.031
发表时间: 2017-08-05
期刊: JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS
影响因子: 13.6
作者: [Wang, Yan, Cheng, Yi-shen, Yi, Hong-wei]
通讯作者: Yi, Hong-wei
An alumina-coated, egg-shell Pd/alpha-Al2O3@SiC catalyst with enhanced ethylene selectivity in the selective hydrogenation of acetylene
氧化铝涂层蛋壳 Pd/α-Al2O3@SiC 催化剂在乙炔选择性加氢中具有增强的乙烯选择性
DOI: 10.1039/c6ra08320j
发表时间: 2016
期刊: RSC Advances
影响因子: 3.9
作者: [Zhang Huoli, Cao Jianliang, Wu Baojun, Dai Wei, Chen Zehua, Ma Mingjie]
通讯作者: Ma Mingjie
Mesoporous Modified Red Mud Supported CuO Nanocatalysts for Carbon Monoxide Oxidation
介孔改性赤泥负载 CuO 纳米催化剂用于一氧化碳氧化
DOI: 10.2174/1573413711666150213212820
发表时间: 2015-07
期刊: Current Nanoscience
影响因子: 1.5
作者: [Cao Jianliang, Wang Yi, Li Gaojie, Li Kai, Wang Yan, Ma Mingjie]
通讯作者: Ma Mingjie
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    异质结构h-BN/MOS传感器构筑及其光激发下室温NO2敏感性能与机理研究
    • 批准号:
      --
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      54万元
    • 批准年份:
      2022
    • 负责人:
      曹建亮
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金