煤焦-Ni复合物催化甲烷干重整及其反应后形成碳材料的电化学性能研究

作     者：周娅兰 王建友 杨文成 张磊 张建波 马晓迅 ZHOU Yalan;WANG Jianyou;YANG Wencheng;ZHANG Lei;ZHANG Jianbo;MA Xiaoxun

作者机构：西北大学化工学院陕西西安710127 榆林市榆神工业区能源科技发展有限公司陕西榆林719302 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司陕西西安710100 

基　　金：国家自然科学基金(21878248) 陕西省自然科学基础研究计划-陕煤联合基金(2021JLM-22) 榆林市科技计划(CXY-2022-163) 

出 版 物：《低碳化学与化工》 (Low-Carbon Chemistry and Chemical Engineering)

年 卷 期：2024年第49卷第6期

页      码：54-62页

摘      要：甲烷干重整(DRM)反应能够将CH_(4)和CO_(2)两种温室气体转化为合成气,具有突出的环境和经济效益。但DRM反应过程的高温条件和产出的积炭易造成Ni等金属催化剂的失活,限制了其在工业上的应用。中低温煤热解半焦(简称“煤焦”)具有作为高效Ni基催化剂载体的良好潜力。为了提升DRM反应性能并促进煤焦利用,设计并制备了一种煤焦-Ni复合物,以K_(2)CO_(3)为助剂,考察了DRM反应性能、煤焦-Ni复合物在反应后形成碳材料的表面结构特征及其用作超级电容器电极材料的性能。研究发现,当m(煤焦):m(K_(2)CO_(3)):m(Ni)=1.00:1.00:0.05、DRM反应温度为850℃时,CH_(4)和CO_(2)初始转化率分别达71%和72%。优化反应条件(催化剂的Ni负载量、反应温度和反应时间)后,以煤焦-Ni复合物在反应后形成的碳材料为超级电容器电极材料可表现出优良的电化学性能,其中,CC-2在扫描速率为5 mV/s时,比电容为136 F/g;在电流密度为1 A/g时,比电容为143 F/g。本研究为DRM和煤焦的协同转化利用、反应后碳材料(反应中作为催化剂或催化剂载体)的回收利用提供了潜在路径。

主 题 词：甲烷干重整 煤焦 Ni 电极材料 比电容 

学科分类：081702[081702] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 

D　O　I：10.12434/j.issn.2097-2547.20230349

馆 藏 号：203126115...