1. CO2 reforming of CH4CH4 and CO2

1. CO2 reforming of CH4
CH4 and CO2 are relatively inexpensive due to their natural
abundance; hence, conversion of these two molecules to highervalue
compounds is of great interest. The reaction between CO2
and CH4 to produce synthesis gas (i.e., CO + H2) can be used in
chemical energy transmission systems or utilized in the Fischer–
Tropsch reaction to produce liquids. Reforming with CO2, rather
than H2O, could be employed in areas where water is not available
to form syngas with lower H2/CO ratios.
CO2 CH4 ผ 2CO  2H2; DH298 K ผ 247:3kJ=mol (1)
Numerous researches have been devoted to the catalytic
performance of noble metals such as Rh, Ru, Pd, Pt and Ir towards
CO2 reforming of CH4 [10–15]. It is generally accepted that Rh and
Ru showed both high activity and stability in CH4 dry reforming,
while Pd, Pt and Ir were less active and more prone to deactivation.
Typically, the catalyst activity were in the order of: Rh _ Ru > Ir, Pt
and Pd. The nature of support may have some influences on the
activity of noble metals. Rezaei et al. studied a series of noble metal
catalysts supported on alumina-stabilized magnesia for the
production of synthesis gas from methane and carbon dioxide.
The catalyst activity were in the order of: Rh _ Ru > Ir > Pt > Pd
[10]. Nielsen et al. found that for MgO supported catalyst, the
activity for CO2 reforming was in the order of Ru, Rh > Ir > Ni, Pd,
Pt [11]. Erdohelyi’s study indicated that the activity toward the CH4
dissociation varied in the order of Rh/Al2O3 > Rh/TiO2 > Rh/SiO2 > Rh/MgO [13]. However, considering the aspects of high cost
and limited availability of noble metals, it is more practical, from
the industrial standpoint, to develop non-noble metal catalysts
which exhibited both high activity and stability.
Ni-based catalysts have been widely investigated [6,16–19] due
both to their similar activity and relatively low price when
compared with noble metals. However, Ni-based catalysts were
readily deactivated by carbon deposition and sintering. Thus, more
effort were devoted towards development of a stable Ni-based
catalyst with high activity. Liu et al. employed MCM-41 as support
and prepared a Ni/MCM-41 catalyst by different method, it is
proved that the loading amounts of Ni and preparation method
have great influence on the catalytic stability [17]. Methane dry
reforming was carried out by Liu et al. over 7 wt.% Ni/SiC
monolithic foam catalyst. The catalyst exhibited excellent activity
and stability during 100 h [18]. By using CeO2 and ZrO2 as
modifiers, Corthals et al. improved the catalytic performance of a
Ni/MgAl2O4 catalyst. The doubly promoted NiCeO2ZrO2/MgAl2O4
catalyst within a certain composition ranges have higher stability
than singly promoted ones [19].
Al2O3, MgO, CaO were used as support to prepare Ni-based
catalysts for CH4 reforming reaction. It should be noticed that the
support with Lewis basic site might promote the carbon-resistant
ability of the catalyst for the strong adsorption capacity of CO2.
Furthermore, strong interactionmight promote the dispersion of Ni
on the support,whilemuch stronger interactionwould decrease the
reducibility of Ni and thus the active sites Ni0 on the catalyst surface.
Besides, it was suggested that the formation of filamentous carbon
was significantly influenced by the metal particle size and preceded
mostly over the metal particles larger than 7 nm,which implied that
the support might affect the catalytic stability of the catalyst [16].
Keep those mentioned above in mind, a novel catalyst, Ni–CaO–
ZrO2 nanocomposite, was designed for the CO2 reforming of
methane at our lab (see Scheme 1). Such a catalyst system with
high surface area and high thermal stability was synthesized via a
facile sol–gel process. Mesoporous ZrO2 was employed as the
substrate (see Scheme 1a), which has good oxygen storage capacity
and high hydrothermal stability. In this case, Ni particle was
effectively confined by the mesoporous framework and ZrO2 was
partially reduced with the formation of oxygen vacancies on the
catalyst surface (see Scheme 1b). Introduction of Ca2+ gave rise to
strong basicity of the catalyst as well as the stabilization effect to
the oxygen vacancies. As a result, coke elimination capacity was
improved on such a catalyst system, and the thermodynamically
favored carbon deposition process during reaction was also
suppressed by the small Ni particles.
In the present catalyst, most pores had a diameter of smaller
than 15 nm (see Fig. 1), such a porous structure with high thermal
stability showed a ‘‘confine effect’’ to prevent Ni particles from
sintering and crystalline growth, which was very important for the
catalytic stability towards CO2 reforming of CH4. H2-TPR of the
catalyst indicated a main reduction peak at 883 K with a shoulder
at 723 K (see Fig. 2) which could be attributed to the reduction of
NiO particles interacted strongly and weakly with ZrO2, respectively.
The large peak at the high temperature sugg

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

1. CO2 ปฏิรูปของ CH4CH4 และ CO2 จะแพงเนื่องจากธรรมชาติของพวกเขามากมาย ดังนั้น highervalue แปลงของโมเลกุลเหล่านี้สองเป็นสารประกอบที่น่าสนใจมาก ปฏิกิริยาระหว่าง CO2และสามารถใช้ CH4 เพื่อผลิตก๊าซสังเคราะห์ (เช่น CO + H2)ระบบส่งพลังงานเคมีใน Fischer –ปฏิกิริยา Tropsch ในการผลิตของเหลว ปฏิรูป ด้วย CO2 การกว่า H2O สามารถนำมาใช้ในพื้นที่ที่น้ำไม่สามารถการ syngas ฟอร์มด้วยอัตราทดต่ำกว่า H2/COCO2 CH4 ผ 2CO  2H 2 DH298 K ผ 247:3kJ =โมล (1)งานวิจัยจำนวนมากมีการทุ่มเทเพื่อการเร่งประสิทธิภาพของโลหะเช่น Rh, Ru, Pd, Pt และ Ir ต่อCO2 ปฏิรูปของ CH4 [10-15] เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปว่า Rh และRu แสดงกิจกรรมสูงและเสถียรภาพใน CH4 แห้งปฏิรูปในขณะที่ Pd, Pt และ Ir มีน้อย และโอกาสปิดโดยทั่วไป กิจกรรมเศษได้ในคำสั่งของ: Rh _ Ru > Ir, Ptและ Pd ลักษณะของการสนับสนุนอาจมีบางอย่างที่มีอิทธิพลต่อการกิจกรรมของโลหะ Rezaei ร้อยเอ็ดศึกษาชุดของโลหะสิ่งที่ส่งเสริมสนับสนุนจะเสถียรอลูมินาสำหรับการการผลิตแก๊สสังเคราะห์จากก๊าซมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์กิจกรรมเศษได้ในคำสั่งของ: Rh _ Ru > อินฟราเรด > Pt > Pd[10] . นีลร้อยเอ็ดพบว่าสำหรับ MgO สนับสนุนเศษ การกิจกรรมปฏิรูป CO2 ถูกลำดับ Ru, Rh > อินฟราเรด > Ni, PdPt [11] การศึกษาของ Erdohelyi ระบุว่า กิจกรรมต่อใน CH4dissociation หลากหลายลำดับ Rh/Al2O3 > Rh/TiO2 > Rh/SiO2 > Rh/MgO [13] อย่างไรก็ตาม พิจารณาด้านต้นทุนสูงและจำกัดของโลหะ มันเป็นจริงมากขึ้น จากมุมมองอุตสาหกรรม การพัฒนาปฏิกิริยาโลหะ - โนเบิลซึ่งจัดกิจกรรมสูงและเสถียรภาพได้ตรวจสอบกันอย่างแพร่หลาย [6,16-19] เนื่องจาก Ni ตามสิ่งที่ส่งเสริมทั้งสองกิจกรรมคล้ายกัน และค่อนข้างต่ำราคาเมื่อเมื่อเทียบกับโลหะ อย่างไรก็ตาม ตัวเร่งปฏิกิริยา Ni ใช้ได้ปิดใช้งานได้ โดยการสะสมคาร์บอนและเผา ดังนั้น เพิ่มเติมได้ทุ่มเทความพยายามไปสู่การพัฒนามั่นคงจาก Niเศษ มีกิจกรรมสูง Liu et al.จ้าง 41 MCM สนับสนุนและเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา Ni/MCM-41 โดยวิธีอื่น เป็นพิสูจน์ที่ Ni และเตรียมวิธีการจำนวนโหลดมีอิทธิพลที่ดีเสถียรเร่ง [17] มีเทนที่แห้งปฏิรูปถูกดำเนินโดย Liu et al. 7 wt.% Ni/SiCเศษโฟมเสาหิน เศษแสดงกิจกรรมเยี่ยมและความมั่นคงระหว่าง 100 h [18] โดย CeO2 และ ZrO2 เป็นคำวิเศษณ์ Corthals ร้อยเอ็ดปรับปรุงประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยา Ni/MgAl2O4 NiCeO2ZrO2/MgAl2O4 ผสานงานส่งเสริมเศษในช่วงที่องค์ประกอบมีความเสถียรสูงกว่าเดี่ยวส่งเสริมคน [19]Al2O3, MgO, CaO ถูกใช้เป็นการสนับสนุนการเตรียมใช้ Niตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยา reforming CH4 ควรจะสังเกตที่การสนับสนุนเว็บไซต์พื้นฐานลูอิสอาจส่งเสริมคาร์บอนทนความสามารถของเศษสำหรับความจุการดูดซับแรงของ CO2นอกจากนี้ interactionmight แข็งแรงส่งเสริมการกระจายตัวของ Niการสนับสนุน whilemuch ลด interactionwould ที่แข็งแกร่งreducibility Ni และไซต์งาน Ni0 บนเศษพื้นผิวนอกจากนี้ เขาแนะนำที่การก่อตัวของคาร์บอนด้ายอิทธิพลของขนาดอนุภาคโลหะ และก่อนหน้าอย่างมากส่วนใหญ่กว่าอนุภาคโลหะขนาดใหญ่กว่า 7 nm ซึ่งโดยนัยที่การสนับสนุนอาจส่งผลต่อความมั่นคงเร่งของเศษ [16]เก็บที่กล่าวข้างต้นในใจ เศษนวนิยาย Ni – เกา –สิต ZrO2 ถูกออกแบบมาสำหรับ CO2 ปฏิรูปของมีเทนที่ห้องแล็บของเรา (ดูรูปแบบ 1) ระบบดังกล่าวเศษด้วยพื้นที่สูงและความร้อนเสถียรภาพสูงถูกสังเคราะห์ทางการกระบวนการโซลเจ – ร่ม ตัว ZrO2 ถูกจ้างเป็นการพื้นผิว (ดูแผน 1a), ซึ่งมีความจุออกซิเจนที่ดีและ hydrothermal มีความเสถียรสูง ในกรณีนี้ อนุภาค Ni คือจำกัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยตัวกรอบและ ZrO2 ถูกบางส่วนลดลง ด้วยการก่อตัวของตำแหน่งงานว่างที่ออกซิเจนในการเศษพื้นผิว (ดูแผนที่ 1b) ก่อการนำ Ca2 + ให้basicity แข็งเศษรวมทั้งมีผลป้องกันการตำแหน่งงานว่างออกซิเจน เป็นผล โค้กตัดกำลังถูกปรับปรุงระบบดังกล่าวมีเศษ และ thermodynamicallyกระบวนการสะสมคาร์บอนที่ชื่นชอบในระหว่างปฏิกิริยาก็ระงับ โดย Ni อนุภาคขนาดเล็กในปัจจุบันเศษ รูขุมขนใหญ่มีเส้นผ่าศูนย์กลางของขนาดเล็กกว่า 15 nm (ดูรูปที่ 1), โครงสร้างรูพรุนเป็น ด้วยความร้อนสูงความมั่นคงพบ ''ผลอุดม '' เพื่อป้องกันอนุภาค Ni จากเผา และผลึกเติบโต ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับการความมั่นคงเร่งต่อ CO2 ปฏิรูปของ CH4 H2-TPR ของการเศษหลักลดสูงสุดที่ 883 K กับไหล่ที่ระบุที่ 723 K (ดูรูป 2) ซึ่งอาจเป็นเพราะการลดลงของอนุภาค NiO ติดต่อขอ และ weakly ZrO2 ตามลำดับเขาใหญ่ที่ sugg อุณหภูมิสูง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

1. การปฏิรูปของ CO2 CH4
CH4 และ CO2 จะค่อนข้างแพงเนื่องจากธรรมชาติของพวกเขา
อุดมสมบูรณ์; ด้วยเหตุนี้การเปลี่ยนแปลงของทั้งสองโมเลกุล highervalue
สารประกอบเป็นที่น่าสนใจมาก ปฏิกิริยาระหว่าง CO2
และ CH4 ในการผลิตก๊าซสังเคราะห์ (เช่น CO + H2) สามารถนำมาใช้ใน
ระบบส่งพลังงานเคมีหรือใช้ใน Fischer-
ปฏิกิริยา Tropsch การผลิตของเหลว การปฏิรูปที่มี CO2 ค่อนข้าง
กว่า H2O จะได้รับการจ้างงานในพื้นที่ที่น้ำไม่สามารถใช้งาน
ในรูปแบบ syngas ต่ำ H2 อัตราส่วน / CO.
CO2 CH4ผ 2CO  2H2; DH298 K ผ 247: 3kJ = โมล (1)
งานวิจัยจำนวนมากได้รับการอุทิศให้กับตัวเร่งปฏิกิริยา
ประสิทธิภาพของโลหะมีสกุลเช่น Rh, RU, แพลเลเดียม Pt และ Ir ต่อ
CO2 ปฏิรูปของ CH4 [10-15] เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่า Rh และ
Ru แสดงให้เห็นว่ากิจกรรมทั้งสูงและมีเสถียรภาพใน CH4 แห้งปฏิรูป
. ในขณะที่ Pd, Pt และ Ir ถูกใช้งานน้อยลงและมีแนวโน้มมากขึ้นที่จะยกเลิกการใช้
โดยปกติกิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยาที่อยู่ในคำสั่งของ: Rh _ Ru> Ir พอยต์
และแพลเลเดียม ธรรมชาติของการสนับสนุนอาจมีอิทธิพลบางอย่างเกี่ยวกับ
การทำงานของโลหะมีสกุล Rezaei et al, การศึกษาชุดของโลหะขุนนาง
ตัวเร่งปฏิกิริยาการสนับสนุนบนผงขาวอลูมิเสถียรสำหรับ
การผลิตก๊าซสังเคราะห์จากก๊าซมีเทนและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์.
กิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยาที่อยู่ในคำสั่งของ: Rh _ Ru> Ir> Pt> Pd
[10] นีลเซ่น, et al พบว่าสำหรับ MgO สนับสนุนตัวเร่งปฏิกิริยาที่
กิจกรรมการปฏิรูป CO2 อยู่ในคำสั่งของ Ru ที่ Rh> Ir> Ni, แพลเลเดียม
Pt [11] การศึกษา Erdohelyi ชี้ให้เห็นว่ากิจกรรมที่มีต่อ CH4
แยกออกจากกันที่แตกต่างกันในการสั่งซื้อของ Rh / Al2O3> Rh / TiO2> Rh / SiO2> Rh / MgO [13] อย่างไรก็ตามการพิจารณาด้านของค่าใช้จ่ายสูง
และมีจำนวน จำกัด ของโลหะมีเกียรติก็เป็นจริงมากขึ้นจาก
มุมมองของอุตสาหกรรมในการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะไม่มีขุนนาง
ซึ่งแสดงกิจกรรมทั้งสูงและมีเสถียรภาพ.
ตัวเร่งปฏิกิริยา Ni-based ได้รับการตรวจสอบกันอย่างแพร่หลาย [6 16-19] เนื่องจาก
ทั้งสองกิจกรรมที่คล้ายกันของพวกเขาและราคาที่ค่อนข้างต่ำเมื่อ
เทียบกับโลหะมีสกุล อย่างไรก็ตามตัวเร่งปฏิกิริยา Ni-based ถูก
ปิดการใช้งานได้อย่างง่ายดายโดยการสะสมคาร์บอนและการเผา ดังนั้นเพิ่มเติม
ความพยายามที่ได้อุทิศต่อการพัฒนาของเสถียรภาพ Ni-ตาม
ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีฤทธิ์สูง หลิว et al, ลูกจ้าง MCM-41 กับการสนับสนุน
และเตรียม Ni / MCM-41 ตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยวิธีการที่แตกต่างกันก็จะ
พิสูจน์ให้เห็นว่าปริมาณการโหลดของ Ni และวิธีการเตรียม
มีอิทธิพลอย่างมากต่อความมั่นคงเร่งปฏิกิริยา [17] ก๊าซมีเทนแห้ง
ปฏิรูปได้ดำเนินการโดย Liu et al, กว่า 7 WT.% Ni / SiC
ตัวเร่งปฏิกิริยาโฟมเสาหิน ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีฤทธิ์ที่ดีเยี่ยม
และความมั่นคงในช่วง 100 H [18] โดยใช้ CEO2 และ ZrO2 เป็น
ปรับเปลี่ยน Corthals et al, การปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานที่เร่งปฏิกิริยาของ
ตัวเร่งปฏิกิริยา Ni / MgAl2O4 เลื่อนทวีคูณ NiCeO2ZrO2 / MgAl2O4
ตัวเร่งปฏิกิริยาภายในบางช่วงองค์ประกอบมีความมั่นคงยิ่งขึ้น
กว่าคนโดยลำพังการเลื่อนตำแหน่ง [19].
Al2O3, MgO เฉาถูกนำมาใช้กับการสนับสนุนการเตรียมความพร้อม Ni-ตาม
ตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการเกิดปฏิกิริยาการปฏิรูป CH4 มันควรจะสังเกตเห็นว่า
การสนับสนุนกับเว็บไซต์พื้นฐานลูอิสอาจส่งเสริมคาร์บอนทน
ความสามารถของตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับความสามารถในการดูดซับแรงของ CO2.
นอกจากนี้ interactionmight แข็งแกร่งส่งเสริมการกระจายตัวของพรรณี
ในการสนับสนุน, whilemuch แข็งแกร่ง interactionwould ลด
reducibility ของ Ni และทำให้ใช้งานเว็บไซต์ Ni0 บนพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยา.
นอกจากนี้ยังได้รับการแนะนำว่าการก่อตัวของคาร์บอนใย
ได้รับอิทธิพลอย่างมีนัยสำคัญตามขนาดอนุภาคโลหะและนำ
ส่วนใหญ่กว่าอนุภาคโลหะขนาดใหญ่กว่า 7 นาโนเมตรซึ่งส่อให้เห็นว่า
การสนับสนุนอาจส่งผลกระทบต่อ ความมั่นคงเร่งปฏิกิริยาของตัวเร่งปฏิกิริยา [16].
เก็บที่กล่าวข้างต้นในใจตัวเร่งปฏิกิริยานวนิยาย Ni-CaO-
ZrO2 นาโนคอมโพสิตได้รับการออกแบบมาสำหรับ CO2 ปฏิรูปของ
ก๊าซมีเทนที่ห้องปฏิบัติการของเรา (ดูโครงการ 1) เช่นระบบตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี
พื้นที่ผิวสูงและมีเสถียรภาพความร้อนสูงสังเคราะห์ผ่าน
กระบวนการโซลเจลได้อย่างง่ายดาย เม ZrO2 ถูกจ้างมาเป็น
สารตั้งต้น (ดูโครงการ 1a) ซึ่งมีความจุออกซิเจนที่ดี
และมีความมั่นคงสูง hydrothermal ในกรณีนี้ Ni อนุภาคถูก
คุมขังอย่างมีประสิทธิภาพโดยกรอบเมและ ZrO2 ถูก
ลดลงบางส่วนที่มีการก่อตัวของตำแหน่งงานว่างออกซิเจนในที่
พื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยา (ดูโครงการ 1b) บทนำของ Ca2 + ให้สูงขึ้นเพื่อ
ด่างที่แข็งแกร่งของตัวเร่งปฏิกิริยาเช่นเดียวกับผลการรักษาเสถียรภาพในการ
ตำแหน่งงานว่างออกซิเจน เป็นผลให้กำลังการผลิตโค้กกำจัดได้รับการ
ปรับปรุงให้ดีขึ้นในระบบดังกล่าวตัวเร่งปฏิกิริยาและ thermodynamically
กระบวนการการสะสมคาร์บอนได้รับการสนับสนุนในระหว่างการเกิดปฏิกิริยายังถูก
ระงับโดยอนุภาค Ni ขนาดเล็ก.
ในตัวเร่งปฏิกิริยาในปัจจุบันรูขุมขนส่วนใหญ่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเล็ก
กว่า 15 นาโนเมตร (ดู รูปที่ 1). เช่นโครงสร้างที่มีรูพรุนที่มีความร้อนสูง
มีความมั่นคงแสดงให้เห็นว่า '' กักตัวผล '' เพื่อป้องกันไม่ให้อนุภาค Ni จาก
การเผาและการเติบโตของผลึกซึ่งเป็นสิ่งที่สำคัญมากสำหรับ
ความมั่นคงเร่งปฏิกิริยาที่มีต่อการปฏิรูปของ CO2 CH4 H2-TPR ของ
ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ระบุไว้สูงสุดลดหลักที่ 883 K กับไหล่
ที่ 723 K (ดูรูปที่. 2) ซึ่งอาจนำมาประกอบกับการลดลงของ
อนุภาค NiO มีความสัมพันธ์อย่างมากและไม่ค่อยมี ZrO2 ตามลำดับ.
ยอดเขาที่มีขนาดใหญ่ที่ Sugg อุณหภูมิสูง