Курмашов Павел Борисович Совершенствование процесса синтеза нановолокнистого углерода и водорода на катализаторах, приготовленных методом синтеза горением раствора

Краткое описание

Курмашов Павел Борисович Совершенствование процесса синтеза нановолокнистого углерода и водорода на катализаторах, приготовленных методом синтеза горением раствора
ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
кандидат наук Курмашов Павел Борисович
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Аллотропные формы углерода

1.2. Углеродные нановолокна (УНВ) и нановолокнистые углеродные материалы (НУМ)

1.3. Совместное производство УНВ материалов и водорода

1.4. Нанесенные катализаторы синтеза УНВ и водорода из метана и методы их приготовления

1.5. Приготовление катализаторов методом синтеза горением растворов (СГР)

1.6. Перспективы создания крупномасштабных реакторов совместного производства УНВ и водорода из метана/ПГ с использованием катализаторов на носителе

1.6.1. Реакторы с неподвижным слоем (РНС)

1.6.2. Реакторы с виброожиженным слоем (РВС)

1.6.3. Реакторы с псевдоожиженным слоем (РПОС)

1.6.4. Горизонтальные реакторы с вращающимся корпусом (РВК)

1.6.5. Другие реакторы с перемешиванием дисперсного материала

1.6.6. Преимущества и недостатки перспективных типов реакторов

Заключение к главе

Глава 2. Методики и экспериментальное оборудование

2.1. Используемое сырье и реагенты

2.2. Методика приготовления катализаторов методом СГР на основе системы Н2О-СбН12Ы4-т(ЫОз)-Си(ЫОз)-А1(ЫОз}2

2.3. Расчет конверсии метана (ХСН4) и удельного выхода нановолокнистого углеродного материала (ус)

2.4. Приборы и методы анализа катализаторов и УНВ

2.5. Лабораторная экспериментальная установка синтеза УНВ

Заключение к главе

77

Глава 3. Термохимический анализ СГР применительно к приготовлению катализаторов NiO-Ni-CuO-Cu-Al2O3 на основе системы H2O-C6H12N4-Ni(NO3)2-Cu(NO3)-Al(NO3)3

3.1. Вывод обобщенного химического уравнения для случая полного окисления ГМТ нитратами Ni, Cu и Al в предположении, что молекулярный кислород может участвовать в реакции в качестве реактанта или продукта

3.2. Вывод обобщенного уравнения для rMT-Ni(NO3)2-Cu(NO3)2-Al(NO3)3 в случае (>1, избыточное топливо окисляется молекулярным кислородом воздуха

3.3. Вывод обобщенного уравнения для системы rMT-Ni(NO3)2-Cu(NO3)2-Al(NO3)3 в случае (>1, избыточное топливо разлагается на более простые вещества

3.4. Обобщенное уравнение реакции горения раствора с образованием оксидов азота (относительно низкие температуры, (< 1, xNi=xCu=0)

3.5. Методика расчета адиабатической температуры горения (Tad) и количества образующихся газообразных продуктов

3.6. Результаты расчетов Tad и ng в зависимости от типа обобщенного уравнения и условий СГР

Заключение к главе

Глава 4. Экспериментальные исследования процесса приготовления катализаторов методом СГР на основе системы H20-C6H12N4-Ni(NO3)2-Al(NO3)3

4.1. Особенности примененной методики синтеза NiO/Al2O3 катализаторов на основе СГР

4.2. Исследование динамики изменения температуры реакционной смеси в процессе восстановления гексаметилентетрамином (ГМТ) нитратов никеля и алюминия

4.3. Результаты физико-химических исследований полученных образцов невосстановленного катализатора

4.4. Тестирование катализаторов, приготовленных методом СГР при использовании ГМТ в качестве топлива, в процессе разложения метана на водород и УНВ

4.5. Сравнение показателей эффективности катализаторов, синтезированных методом СГР, с соответствующими опубликованными данными, полученными с применением катализаторов, приготовленных другими методами

Заключение к Главе

Глава 5. Разработка горизонтального пилотного реактора с виброожиженным слоем для совместного производства водорода и УНВ из метана

5.1. Обоснование выбора типа реактора

5.2. Влияние параметров вибрации на поведение виброожиженного слоя в пилотном реакторе

5.3. Влияние параметров вибрации на показатели процесса разложения метана в пилотном реакторе и характеристики получаемого УНВ материала132

Заключение к Главе

Выводы по диссертации

Литература

Приложение