煤基活性炭催化甲烷裂解制氢研究的任务书.docx

煤基活性炭催化甲烷裂解制氢研究的任务书
任务书
研究题目：煤基活性炭催化甲烷裂解制氢研究
研究目的和意义：
氢能作为一种清洁的能源形式，被广泛认为是未来能源发展的重要方向。而甲烷是一种常见的天然气，可以通过裂解反应制备氢气。然而，传统的甲烷裂解反应需要极高的温度和压力，导致能源和经济成本高昂。因此，寻找一种低温、低压的甲烷裂解技术是十分重要的。
近年来，煤基活性炭催化剂在甲烷裂解制氢中得到了广泛应用。与传统的催化剂相比，煤基活性炭具有成本低、资源丰富、活性高等优点，使其在催化甲烷裂解制氢的应用中具有很大的潜力。
因此，本研究旨在探究煤基活性炭催化甲烷裂解制氢的反应机理、反应条件等方面，并对煤基活性炭的制备方法进行了深入分析，以期能够为新型能源的开发提供一些有益的参考。
研究内容：
1.煤基活性炭的制备方法研究
探究煤基活性炭的制备方法，重点分析原料种类、制备工艺条件，以及对催化性能的影响。比较不同制备方法的优缺点，为后续反应机理探究提供有力支撑。
2.煤基活性炭催化甲烷裂解制氢反应机理研究
对煤基活性炭催化甲烷裂解制氢的反应机理进行深入研究。通过红外光谱、气相色谱、质谱等技术手段，探究反应中产物和中间体的形成和转化规律，揭示催化反应的机理。
3.煤基活性炭催化甲烷裂解制氢反应条件研究
通过设计不同的反应条件，比较不同反应条件下的甲烷裂解制氢效果，包括反应温度、反应时间、催化剂用量等因素。考察不同条件下产氢率、能量效率、选择性等指标的变化规律，得出最适宜的反应条件。
4.煤基活性炭催化甲烷裂解制氢应用研究
煤基活性炭催化甲烷裂解制氢技术的应用具有良好的前景，可以在工业、能源等领域得到广泛应用。因此，本研究还将对该技术在不同领域的应用进行探究和分析。
研究方法和技术路线：
本研究将采用实验研究方法，主要包括以下环节：
1.煤基活性炭的制备方法研究：采用不同原料和制备工艺条件进行试验，比较不同煤基活性炭催化剂的性能。
2.煤基活性炭催化甲烷裂解制氢反应机理研究：通过红外光谱、气相色谱、质谱等技术手段，探究反应中产物和中间体的形成和转化规律。
3.煤基活性炭催化甲烷裂解制氢反应条件研究：通过设计不同的反应条件，比较不同反应条件下的甲烷裂解制氢效果，寻找最适宜的反应条件。
4.煤基活性炭催化甲烷裂解制氢应用研究：通过对煤基活性炭催化甲烷裂解制氢技术在不同领域的应用进行探究和分析，评估该技术在实际应用中的潜力和前景。
预期成果：
1.煤基活性炭催化甲烷裂解制氢反应的机理和规律；
2.煤基活性炭的制备方法和选择优化条件；
3.最适宜的甲烷裂解制氢反应条件；
4.煤基活性炭催化甲烷裂解制氢技术应用在工业、能源等领域的前景和发展方向。
研究周期：共计12个月。
参考文献：
1.Li,F.,Zhang,J.,Liu,J.,etal.(2013).Highlyeffectivemethaneconversionintohydrogenovercoal-basedactivatedcarbonsupportedhighly-dispersedNicatalyst.AppliedCatalysisA:General,450,164-171.
2.Chen,L.,Wang,C.,Song,Y.,etal.(2016).MicroscopicmechanismofmethanedecompositionoverNi-basedcatalystsupportedonbiomass-derivedactivatedcarbon.FuelProcessingTechnology,153,96-102.
3.王竞,&李利霞.(2018).高沸点延伸的廉价资源硬煤煤焦的活性炭制备和表征.焦化技术,1,85-89.