新型甲烷临氧自热重整催化剂的性质与活性研究的任务书.docx

新型甲烷临氧自热重整催化剂的性质与活性研究的任务书
任务书
题目：新型甲烷临氧自热重整催化剂的性质与活性研究
一、研究背景
目前，临氧自热重整(OME)法已被广泛应用于甲烷的转化。在OME反应中，甲烷和氧气在催化剂的作用下，产生CO和H2，被认为是一种非常理想的制氢方法。然而，现有的催化剂在OME反应中存在着一些问题，例如催化剂的稳定性、反应速率和选择性等方面的不足。因此，需要寻找一种新型的甲烷临氧自热重整催化剂，以提高OME反应的效率，降低成本。
二、研究目的
本研究旨在开发一种新型的甲烷临氧自热重整催化剂。具体而言，我们将重点研究催化剂的性质、催化剂的活性以及其反应机理等方面的问题，以期为甲烷临氧自热重整反应提供新的思路和方法。
三、研究内容和技术路线
1.合成新型催化剂
采用高温固相合成的方法，以金属氧化物为主要原料，通过改变不同的前驱体、添加剂、处理温度等条件，合成具有高活性和选择性的催化剂。
2.催化剂的表征分析
使用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜和比表面积分析仪等设备，对新型催化剂的结构、形貌、粒径以及比表面积等进行表征分析。
3.催化剂的性质研究
通过程序升温还原(PTPR)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)等方法，探究新型催化剂的氧化还原性质、表面羟基含量、光吸收性质等方面的信息。
4.甲烷临氧自热重整反应活性评价
在实验室内设备好的反应釜中，对催化剂的甲烷临氧自热重整反应活性进行评价，并对反应产物进行分析，确定产物组成及生成量。
四、预期成果
完成本研究，预计有以下几个方面的成果。
1.合成成功一种新型甲烷临氧自热重整催化剂，并并探究其结构、形貌、粒径和比表面积等性质。
2.系统地研究新型催化剂的氧化还原性质、表面羟基含量、光吸收性质等方面的信息，并探究其反应机理。
3.在实验室内设备好的反应釜中，对新型催化剂的甲烷临氧自热重整反应活性进行评价，并确定产物组成及生成量。
4.验证新型催化剂的高活性和选择性，并为甲烷临氧自热重整反应提供新的思路和方法，取得相关学术成果。
五、研究计划和经费预算
本研究共计需用到12个月时间，其中前6个月用于催化剂的制备、表征和性质研究，后6个月用于反应活性评价。研究经费预算共计为200万元，其中包括催化剂原料费用、设备费、杂费、研究人员薪资和差旅费等费用。
六、参考文献
1.Adjei,M.B.,Gu,S.,&Guo,Y.(2019).Methaneconversiontosyngasusingoxygen-permeableceramicmembranereactors:Sizeandcostimplicationsofthemembranemodule.ChineseJournalofChemicalEngineering,27(1),123-132.
2.Lin,L.,Chen,C.,&Shen,W.(2018)[e-mail]ceandEngineering,54(SupplementC),53-60.
3.Ronning,M.,&Aasberg-Petersen,K.(2019).SynthesisandcharacterizationofanewpromisingNi-basedcatalystforCH4reformingwithCO2.AppliedCatalysisA:General,581,10-16.