双金属纳米复合结构催化甲烷二氧化碳重整反应的吸附热力学研究

批准号:
51972210
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
张鹏
依托单位:
学科分类:
无机非金属基复合材料
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
张鹏
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中文摘要
甲烷二氧化碳(干)重整反应对经济、能源和环境均有着重要意义。但由于缺乏高温下对气固相互作用的有效观测手段,我们对实际反应温度达600摄氏度以上的气体分子在催化剂表面的吸附以及活化的认知仍然十分有限,严重阻碍了该反应新型高效催化剂的设计和开发。鉴于不同的吸附活化过程对应着差别明显且可准确测量的热效应以及双金属对催化的协同效应,本项目拟采用高灵敏度的吸附微量热测试系统,研究高温下气体在催化剂各组分(金属/双金属、载体、助剂及其复合结构)表面上的吸附焓变和吸附特性,从热力学角度解析不同气体在固体表面的吸附活化的行为特性。结合催化性能及其他表征手段,建立催化性能与催化剂各组分的吸附特性的关系模型,以指导更高效的甲烷干重整双金属催化剂的设计开发。本项目旨在甲烷干重整反应的新型双金属纳米复合结构催化剂的研发上取得突破,同时对能源分子的催化机理及其工业催化剂的开发研究也具有重要指导意义。
英文摘要
The catalytic dry reforming of methane (DRM) into syngas is important for the nation's economics, energy strategy, and the environments. The properties of the adsorption and activation of the gas molecules on different components of the catalysts at reaction temperature (above 600 oC) is still rare due to the absence of effective technologies to observe the gas-solid interaction. This hinders the design and development of novel catalysts. Due to the synergetic effect of bimetallic catalysts on catalysis, it is desired to develop bimetallic catalysts for DRM. The adsorption and activation of gas molecules on the surface of catalysts have significantly different and measurable heat effects. The systematic investigation on the adsorption enthalpies and properties of the gases on single metal nanoparticles, bimetallic nanoparticles, support oxides, additives, and their composite structures using adsorption microcalorimetry therefore will give the figures on the relationship between the adsorption/activation energies of gases and the catalytic performances. This will provide solid clues for the derivation of the catalytic mechanisms and the improvement on the design and synthesis of novel bimetallic catalysts. This study might make breakthrough on the selective activation of methane molecules and the design of novel bimetallic composite catalysts with improved performances. The result is also instructive for the mechanism study on the catalytic conversion of the energy molecules and the development of the related industrial catalysts.
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:10.3390/catal13091242
发表时间:2023-08
期刊:Catalysts
影响因子:3.9
作者:Qixian Han;Hongmei Wu;Feng Li;Jing Liu;Liping Zhao;P. Zhang;Lian Gao
通讯作者:Qixian Han;Hongmei Wu;Feng Li;Jing Liu;Liping Zhao;P. Zhang;Lian Gao
DOI:10.1007/s12274-023-6228-3
发表时间:2023-10
期刊:Nano Research
影响因子:9.9
作者:Baoshan Liu;Boan Zhong;Feng Li;Jing Liu;Liping Zhao;Peng Zhang;Lian Gao
通讯作者:Baoshan Liu;Boan Zhong;Feng Li;Jing Liu;Liping Zhao;Peng Zhang;Lian Gao
DOI:10.1039/d2nr02693g
发表时间:2022
期刊:Nanoscale
影响因子:6.7
作者:Yanqi Yuan;Boan Zhong;Feng Li;Hongmei Wu;Jing Liu;Haiyan Yang;Liping Zhao;Yan-Ting Sun;Peng Zhang;Lian Gao
通讯作者:Lian Gao
Pseudocapacitive quantum dots confined in sacrificial g-C3N4 derived carbon nanosheets for high performance ionic liquid-based supercapacitors
赝电容量子点限制在牺牲 g-C3N4 衍生的碳纳米片中,用于高性能离子液体超级电容器
DOI:10.1016/j.matlet.2020.127498
发表时间:2020
期刊:Materials Letters
影响因子:3
作者:Yang Cheng;Liu Jing;Song Xuefeng;Zhao Liping;Zhang Peng;Gao Lian
通讯作者:Gao Lian
Metal organic framework derived Ni/CeO2 catalyst with highly dispersed ultra-fine Ni nanoparticles: Impregnation synthesis and the application in CO2 methanation
具有高度分散的超细镍纳米粒子的金属有机骨架衍生的Ni/CeO2催化剂:浸渍合成及其在CO2甲烷化中的应用
DOI:10.1016/j.ceramint.2021.01.089
发表时间:2021-03-22
期刊:CERAMICS INTERNATIONAL
影响因子:5.2
作者:Feng, Xiaoqian;Wang, Kun;Gao, Lian
通讯作者:Gao, Lian
CO2+TBAB水合物浆体热流体机理与蓄释冷特性研究
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2025
- 负责人:张鹏
- 依托单位:
III-V/Si/TMP复合结构光电催化还原CO2的研究
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:40万元
- 批准年份:2021
- 负责人:张鹏
- 依托单位:
Cav3.2调控Cdk5激酶活性的机制及其对AD突触和认知功能的影响
- 批准号:52111530187
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:30万元
- 批准年份:2021
- 负责人:张鹏
- 依托单位:
基于多孔纳米鱼骨芯片的外泌体高精准分离分析用于颅脑损伤快速诊断
- 批准号:22004084
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:24.0万元
- 批准年份:2020
- 负责人:张鹏
- 依托单位:
SLIPS表面滴状冷凝传热现象和机理研究
- 批准号:51976117
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:张鹏
- 依托单位:
基于叠层纳米结构光电极自驱动聚光光催化的太阳能氢溴液流电池的研究
- 批准号:51672174
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:张鹏
- 依托单位:
过冷解除法制备水合物浆体中的热物理现象和机理研究
- 批准号:51676122
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:90.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:张鹏
- 依托单位:
近临界混合流体热质传递中的热物理现象及相互作用机理研究
- 批准号:51376128
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:105.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:张鹏
- 依托单位:
海上大型风机整体安装柔性对接与阻尼控制研究
- 批准号:51205249
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:25.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:张鹏
- 依托单位:
新型Cu2ZnSnS4复合薄膜电极可见光催化还原CO2的研究
- 批准号:51172142
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:张鹏
- 依托单位:
国内基金
海外基金
