煤基活性炭制备及其催化甲烷裂解制氢的研究的开题报告.docx

煤基活性炭制备及其催化甲烷裂解制氢的研究的开题报告
一、选题背景
煤炭资源是传统化石能源的重要组成部分，在我国具有重要的战略地位。但是，煤炭的高能耗、高排放和低效率等问题已经成为制约我国煤炭资源可持续利用的重要因素。氢能是未来能源的重要方向，广泛应用于制氢、燃料电池、化工、航空航天等领域。因此，将煤炭资源转化为氢气的绿色、低碳、高效制氢技术具有重要意义。
二、研究内容
本研究通过煤基活性炭制备催化剂，并将其应用于甲烷裂解制氢反应中。煤基活性炭是以煤炭为原料，在一定条件下经过炭化、活化等一系列工艺制备而成的具有丰富孔径结构和表面官能团的多孔性材料。其具有天然资源、低成本、环保等诸多优势，被广泛应用于吸附分离、气体净化和催化剂载体等领域。
本研究的具体实验内容主要包括以下几个方面：
1、煤基活性炭的制备及表征：利用碳化-活化法制备煤基活性炭，并对其进行吸附分析、表面形貌表征和X射线衍射分析等。
2、煤基活性炭的催化剂制备：采用浸渍法制备Ni-La/AC催化剂，并对其进行催化性能测试。
3、甲烷裂解制氢反应的研究：采用固定床反应器研究Ni-La/AC催化剂在甲烷裂解制氢反应中的催化活性和稳定性，并优化反应条件，提高反应效率。
三、预期成果
本研究的预期成果包括：
1、成功制备了具有丰富孔径结构和表面官能团的煤基活性炭，并对其进行了表征分析；
2、成功制备了催化性能优异的Ni-La/AC催化剂，并对其进行了性能测试；
3、探究了煤基活性炭在甲烷裂解制氢反应中的催化机理和反应条件，为进一步优化反应条件提供了理论依据。
四、研究意义
本研究的主要意义在于：
1、研究煤基活性炭催化制氢技术，为推动我国煤炭资源的高效、低碳化利用提供技术支持；
2、探究煤基活性炭在催化反应中的应用，为促进我国制氢技术的发展提供新思路和新技术；
3、创新性地将煤基活性炭应用于催化甲烷裂解制氢反应中，为提高催化剂的催化效率和稳定性提供研究基础。