日韩不卡在线观看视频不卡,国产亚洲人成A在线V网站,处破女八a片60钟粉嫩,日日噜噜夜夜狠狠va视频

持續(xù)大規(guī)模使用化石燃料及由此排放的大量溫室氣體所引起的生態(tài)環(huán)境問題引起了越來越多的關(guān)注。為擁有健康的生活環(huán)境，盡快消除溫室效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，人們正大力推廣提倡清潔能源的使用并在制備清潔能源方面取得了一定的成果。甲烷干重整(DRM)近年來已成為一個(gè)重要的研究領(lǐng)域，該反應(yīng)可以將兩種資源豐富的溫室氣體（CH₄和CO₂）轉(zhuǎn)化為清潔能源(CO和H₂)。因此，開發(fā)出高效的DRM催化劑具有重大意義。在過去的幾十年，鎳基材料由于其低成本、廣泛的可實(shí)用性及良好的催化性能已被廣泛用于DRM反應(yīng)。然而，Ni基催化劑因?yàn)閲?yán)重的積碳和活性納米粒子(Ni)的燒結(jié)而快速失活。

如今，許多研究都集中在控制金屬燒結(jié)和提高抗積碳性能上。核殼結(jié)構(gòu)催化劑因其特殊的結(jié)構(gòu)能延長催化劑的催化壽命并提高催化劑的抗積碳能力而吸引了眾多學(xué)者研究。同時(shí)，雙金屬合金納米粒子具有特殊的電子配位作用，可以通過形成合金來提高對催化劑的抗積碳性能。目前，在Ni基催化劑中摻雜Ru、Pd、Pt或Rh等貴金屬或Sn、Co或Fe等非貴金屬已經(jīng)很普遍，但很少有報(bào)道將二氧化硅限域鎳-銦合金雙金屬催化劑用于甲烷干重整反應(yīng)。因此，核殼型Ni基催化劑中摻雜In，有望提高DRM催化劑的穩(wěn)定性。

近期，南昌大學(xué)劉文明教授（第一作者）、研究生李樂（共同第一作者）、研究生林思雪（共同第一作者）、美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室鮑正洪博士（共同通訊作者）、彭洪根教授（通訊作者）等人在Journal of Energy Chemistry上發(fā)表題為“Confined Ni-In intermetallic alloy nanocatalyst with excellent coking resistance for methane dry reforming”的論文。

該工作通過反相乳液法一步成功制備出一系列雙金屬In_xNi@SiO₂催化劑用于甲烷干重整反應(yīng)，TEM和XRD結(jié)果表明催化劑中有Ni₂In合金的形成，適量In的摻雜在基本不犧牲活性前提下提高了催化劑的抗積碳性能，進(jìn)而使得催化劑具有良好的穩(wěn)定性。另外，對于反應(yīng)后的催化劑，XRD結(jié)果表面有InNi₃C_0.5新物質(zhì)生成，這可能是Ni₂In合金與反應(yīng)過程中產(chǎn)生的積碳反應(yīng)生成。In的摻雜可以改變Ni的電子結(jié)構(gòu)，使Ni金屬上的電子云密度增加，從而使CH₄中的C-H鍵活化得到控制，進(jìn)而控制中積碳的生成。對于過量In摻雜的催化劑，由于大部分活性組分Ni與In結(jié)合生成Ni₂In合金，顯著降低了甲烷活化能力。In_0.5Ni@SiO₂催劑化在430h反應(yīng)過程中保持優(yōu)異的催化性能。此外，原位漫反射紅外光譜分析揭示了CH₄和CO₂在催化劑上的吸附和活化過程，并基于此提出可能的反應(yīng)機(jī)理。

TEM結(jié)果（圖1和圖2）證實(shí)成功制備出一系列類似火龍果形狀的In_xNi@SiO₂多核核殼結(jié)構(gòu)催化劑。少量In摻雜的In_xNi@SiO₂（X=0.1、0.5、1.0）催化劑呈現(xiàn)多核結(jié)構(gòu)，但隨著In摻雜量（0.7）的增加，催化劑逐漸變?yōu)閱魏私Y(jié)構(gòu)。這說明In的過量摻雜對催化劑的形貌產(chǎn)生影響。HAADF-STEM和EDX-mapping證明In和Ni兩種元素在SiO₂殼層中均勻分布，且In和Ni元素部分是重疊在一起的。XRD結(jié)果顯示In_xNi@SiO₂催化劑中形成了Ni₂In合金，其中Ni₂In合金的衍射峰隨著In摻雜量的增加而逐漸增強(qiáng)。H₂-TPR表征結(jié)果（圖4）顯示In_xNi@SiO₂催化劑中In與Ni存在相互作用，且隨著In摻雜量的增加這種相互作用力逐漸增大，進(jìn)一步說明In_xNi@SiO₂催化劑中可能有Ni₂In合金的形成。這與XRD結(jié)果一致。

圖1. （A-F）還原后催化劑的TEM結(jié)果。

圖2. 還原后In_0.5Ni@SiO₂催化劑：（A、B）HAADF-STEM和線掃結(jié)果；（C、D、E）In、Ni、Si元素的位置分布圖；（F）Ni和In組合位置分布圖。

圖3. 所有還原后催化劑的XRD結(jié)果。

圖4. 催化劑的H₂-TPR測試結(jié)果。

研究者對不同In摻雜量的樣品進(jìn)行了活性測試。Ni@SiO₂和In_xNi@SiO₂（X=0.1，0.5，1.0）催化劑的CH₄轉(zhuǎn)化率大概相同且接近平衡轉(zhuǎn)化率，然而在550-750 ^oC溫度范圍內(nèi)，In_xNi@SiO₂（X=0.1、0.5、1.0）催化劑CH₄的轉(zhuǎn)化率卻比Ni@SiO₂催化劑低，這種下降的趨勢隨著In摻雜量的增多變得更加顯著?？傊?，在DRM反應(yīng)中，與Ni@SiO₂催化劑相比，適量In摻雜的催化劑活性降低（CH₄轉(zhuǎn)化率輕微降低，CO₂轉(zhuǎn)化率基本不變），而過量In的摻雜則對反應(yīng)活性不利。In_xNi@SiO₂（X=0.1、0.5、1.0）催化劑因其良好的性能更適用于DRM反應(yīng)。

圖5. 催化劑在甲烷干氣重整反應(yīng)中的活性測試結(jié)果：（A）CH₄的轉(zhuǎn)化率；（B）CO₂的轉(zhuǎn)化率。

為了探究所有樣品用于DRM反應(yīng)的壽命，研究者首先對催化劑進(jìn)行20 h的穩(wěn)定性測試。對于Ni@SiO₂和In_xNi@SiO₂（X=0.1、0.5）催化劑在20 h反應(yīng)過程中CH₄和CO₂轉(zhuǎn)化率在數(shù)值上均接近800 ^oC時(shí)的熱力學(xué)平衡轉(zhuǎn)化率，當(dāng)摻雜In的量進(jìn)一步增多時(shí)，In_xNi@SiO₂（X=3.0、7.0）催化劑的活性顯著降低。但催化劑在20 h反應(yīng)過程中催化性能保持不變。In_0.5Ni@SiO₂催化劑在430 h反應(yīng)過程中活性較好且其CH₄和CO₂的轉(zhuǎn)化率在數(shù)值上均接近該溫度下的熱力學(xué)平衡轉(zhuǎn)化率，同時(shí)反應(yīng)的H₂/CO比率一直接近于1，這說明該催化劑有出色的催化效果和長時(shí)間的反應(yīng)壽命。研究者還對反應(yīng)后的樣品進(jìn)行了XRD、TEM和熱重等表征，證明了適當(dāng)In的摻雜可以提高催化劑的抗積碳性能。最后，研究者通過原位漫反射紅外光譜（DRIFT）分析來研究In_0.5Ni@SiO₂催化劑在DRM反應(yīng)中的反應(yīng)機(jī)理。結(jié)果表明，限域型的In-Ni雙金屬合金納米催化劑在DRM反應(yīng)中遵循Langmuir-Hinshelwood（L-H）反應(yīng)機(jī)理。

圖6. （A-C）催化劑在應(yīng)用于甲烷干氣重整反應(yīng)20 h的穩(wěn)定性結(jié)果：（A）CH₄的轉(zhuǎn)化率；（B）CO₂的轉(zhuǎn)化率;（D-E）In_0.5Ni@SiO₂催化劑在應(yīng)用于甲烷干氣重整反應(yīng)340 h的穩(wěn)定性結(jié)果。

圖7. In_0.5Ni@SiO₂催化劑在50-700 ^oC溫度范圍內(nèi)不同氣氛中的原位紅外實(shí)驗(yàn)。

圖8. In_0.5Ni@SiO₂催化劑在不同氣氛下700 ^oC反應(yīng)10分鐘的原位紅外實(shí)驗(yàn)。

研究者采用反相乳液法合成了一系列限域的雙金屬銦鎳（In-Ni）合金納米催化劑，結(jié)果表明In_0.5Ni@SiO₂催化劑用于DRM反應(yīng)有良好的抗積碳性能及長時(shí)間反應(yīng)穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示In的添加可以有效地提高催化劑的抗積碳性能。與沒有添加In的對比樣品相比，即使In的摻雜量僅為0.1，催化劑也顯示出良好的抗積碳性和穩(wěn)定性。過量摻雜In的In_xNi@SiO₂催化劑（x=3.0、7.0）由于形成了新物質(zhì)InNi₃C_0.5犧牲了一定量的Ni活性組分，因此催化劑的活性明顯降低。此外，在低溫下，In_xNi@SiO₂催化劑的CH₄活化能要略高于Ni@SiO₂催化劑，表明In的摻雜對CH₄中C-H鍵的活化有輕微的抑制作用，但對CO₂的活化沒有影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示In合適的摻雜量為0.5 wt.%，雖然由于In的摻雜和二氧化硅殼層的限域作用，其活性略有降低，但I(xiàn)n_0.5Ni@SiO₂催化劑在反應(yīng)430 h后生成的積碳量仍可忽略不計(jì)。原位紅外實(shí)驗(yàn)表明該催化劑在DRM反應(yīng)中遵循Langmuir-Hinshelwood（L-H）反應(yīng)機(jī)理。這項(xiàng)工作可為設(shè)計(jì)高效抗積碳的甲烷干重整催化劑提供參考。