Controllable Preparation of Nano-Ni to Eliminate Step Edges of Carbon Deposition on Ni-Based Catalysts for Methane Dry Reforming

催化作用 化学工程 碳纤维 成核 二氧化碳重整 甲烷 合成气 微型反应器 纳米颗粒 共沉淀 沉积(地质) 材料科学 化学 纳米技术 复合材料 有机化学 古生物学 生物 沉积物 复合数 工程类
作者
Zongpeng Zou,Tao Zhang,Li Lv,Wenxiang Tang,Guoquan Zhang,Raju Kumar Gupta,Yan Wang,Shengwei Tang
出处
期刊:Industrial & Engineering Chemistry Research [American Chemical Society]
被引量:11
标识
DOI:10.1021/acs.iecr.2c04333
摘要

Dry reforming of methane (DRM) presents a sustainable approach to convert greenhouse gases CO2 and CH4 into syngas. However, the industrialization of DRM is hindered by the short catalyst lifespan due to carbon deposition. Carbon deposition on Ni-catalysts is attributed to Ni step edges, which serve as carbon nucleation centers. We propose an innovative strategy to prevent carbon nucleation by modulating Ni size to eliminate Ni step edges. Ni was loaded on MCM-41, SBA-15, and DFNS (dendritic fibrous nanosilica) to prepare three distinct Ni catalysts. By altering the precursor concentration using the proposed microemulsion antisolvent coprecipitation method, we successfully adjusted the Ni size on DFNS. Ni particles with a diameter of ∼5 nm were obtained on DFNS, exhibiting excellent Ni dispersion and a physical spacing effect due to the specific preparation method and porous structure. Carbon deposition rates on Ni/MCM-41 and Ni/SBA-15 were 30.23 mgc·gcat·–1·h–1 and 16.33 mgc·gcat·–1·h–1, respectively. Remarkably, the carbon deposition rate on Ni/DFNS was only 0.15 mgc·gcat·–1·h–1. The gasification rate of deposited C to CO on the 5 nm Ni particles loaded on Ni/DFNS was five times that of the polyhedral Ni particles of Ni/MCM-41. This was attributed to the elimination of Ni step edges, which weakened C adsorption strength and enhanced the reaction of deposited C with O* to form CO. Our proposed catalyst preparation strategy is based on designing the catalyst microstructure to eliminate carbon nucleation sites. This research provides guidance for designing or preparing Ni-based catalysts for DRM with reduced carbon deposition.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
zhuizhui发布了新的文献求助10
刚刚
tokeya发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
A11Chenzz对应助文件撤销了驳回
1秒前
xiaoyudong完成签到,获得积分10
2秒前
5秒前
RAN18完成签到,获得积分10
5秒前
NumbCn完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI6.2的应助被zeone采纳,获得10
5秒前
丘比特的应助被十七采纳,获得10
6秒前
Silole完成签到,获得积分10
6秒前
冷酷的蓝莓完成签到 ,获得积分10
7秒前
努力小人完成签到,获得积分10
7秒前
CPU完成签到 ,获得积分10
7秒前
niu完成签到,获得积分10
8秒前
南辞完成签到,获得积分10
8秒前
zhuizhui完成签到,获得积分10
9秒前
callit完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
科研通AI6.2的应助被6666采纳,获得10
10秒前
11秒前
11秒前
爱你沛沛完成签到 ,获得积分10
11秒前
14秒前
边宇发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
15秒前
15秒前
ZDP发布了新的文献求助10
16秒前
lcy发布了新的文献求助10
17秒前
chandlerwong发布了新的文献求助10
17秒前
不想睡觉发布了新的文献求助10
17秒前
不甜完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
哈哈哈完成签到 ,获得积分10
19秒前
小倪发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
21秒前
22秒前
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
The Basics of Practical Optimization, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7972665
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9437914
关于积分的说明 21053242
捐赠科研通 7549164
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3373639
关于科研通互助平台的介绍 2508575
邀请新用户注册赠送积分活动 2406469