Ni-CeO2/SiO2纳米复合催化剂的制备及其光热催化纤维素重整制H2性能的研究开题报告

 2022-01-12 08:01

全文总字数:4465字

1. 研究目的与意义(文献综述)

我国是农业大国,农作物秸秆等生物质资源极为丰富,目前,大部分农作物秸秆采用直接还田、焚烧和废弃处理,农作物秸秆等生物质的有效利用,是事关我国农业、农村可持续发展的重大问题。另一方面,我国是能源消耗大国,煤炭、石油、天然气等化石燃料消耗量巨大,能源缺口逐年扩大;同时化石燃料燃烧产生的海量温室气体co2,对环境造成难以估量的影响。因此,对可持续替代品的研究已经确定h2是一个有前途的能源载体。氢能具有来源广泛、能量密度高、燃烧产物无污染和绿色可持续的优点。它可以直接用于无排放燃料电池,或作为可再生液体燃料合成的氢化剂。

对于制氢技术,国内外研究人员发现到目前为止,氢气几乎完全是通过化石煤、天然气或石油的转化/气化来生产的。然而工业化制氢技术存在原料储运条件苛刻、温室气体排放较多和生产成本较高等问题。尽管生物制氢技术还没有达到能够代替工业化制氢技术的水平,但从长远发展角度来看,生物制氢技术有很大提升空间。目前主要有热催化生物质蒸汽重整和光催化生物质重整两种生物质制h2方法。

(1)热催化生物质蒸汽重整:通过对生物质加热引起分子分解,产生气体、液体和焦炭产物。该方法可以不用催化剂,且工艺简单,制氢效率较快。但因该反应只能在高温下发生,制备过程能耗较大,生物质能利用率较低,热解过程中产生大量焦油和焦炭,容易对试验设备造成腐蚀或堵塞,对环境也造成一定污染。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备:通过溶胶-凝胶法制备ni-ceo2/sio2纳米复合催化剂。

材料表征:对制得的对ni-ceo2/sio2纳米复合催化剂进行结构表征,通过xrd,tem, sem, bet, tg-dsc等表征手段对材料进行表面积、物相组成、元素分布以及结合状态等物理化学性质进行分析。

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3. 研究计划与安排

第1-2周:文献检索,初步确定实验方案,完成开题报告。

第3-11周:催化剂的制备及催化性能测试。

第11-12周:催化剂的表征,结果分析。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]d.w.wakerley, m. f. kuehnel, k. l. orchard, k. h. ly, t. e. rosser, e. reisner, solar-driven reforming of lignocellulose to h2 with a cds/cdox photocatalyst, nature energy, 2017, 2, 17021.

[2]l. zhang, w. z.g wang, s. w. zeng, y. su, h. c. hao, enhanced h2 evolution from photocatalytic cellulose conversion based on graphitic carbon layers on tio2/niox, green chem., 2018, 20, 3008.

[3]s. w. wu, y. z. li, q. zhang, z. k. jiang, y. yang, j. c. wu, x. j. zhao, high light-to-fuel efficiency and co2 reduction rates achieved on a unique nanocomposite of co/co doped al2o3 nanosheets with uv-vis-ir irradiation energy environ. sci., 2019, 12, 2581-2590.

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