冷喷涂技术下甲烷重整涂层催化剂的本征动力学研究

该研究论文于2009年发表在《西安交通大学学报》上，标题为“在涂层催化剂上甲烷蒸汽重整的本征动力学研究”。作者通过对不锈钢薄板采用冷喷涂技术制备出涂层催化剂Ni/r-Al2O3，主要关注了在特定温度范围（859.7~1018.7K）下，甲烷与水蒸气在该催化剂表面进行重整反应的动力学特性。 研究的核心内容是探讨了甲烷蒸汽重整过程中一氧化碳和二氧化碳生成的本征动力学。通过消除内外扩散的影响，实验者采用了最小二乘法来分析和处理实验数据，确定了反应速率常数。具体来说，一氧化碳生成速率的指前因子为1.08×10^8 mol/(h·g·kPa^0.89)，活化能为178.98 kJ/mol，这表明该过程需要较高的能量输入以驱动反应；而二氧化碳生成的速率指前因子为1.73×10^4 mol/(h·g·kPa^0.89)，活化能为139.00 kJ/mol，说明二氧化碳生成的反应速度相对较快，对温度的敏感度可能较低。 作者还进行了F统计检验，结果显示所建立的本征动力学模型具有高度的相关性，复相关指数大于0.9，且F统计量远大于临界值，这意味着该模型对于描述涂层催化剂上的甲烷蒸汽重整过程非常适用。研究的关键术语包括微通道反应器、甲烷蒸汽重整、本征动力学、冷喷涂技术和催化剂涂层，这些关键词体现了研究的工程技术背景和技术细节。 这篇论文深入探讨了在涂层催化剂环境下甲烷蒸汽重整反应的动力学行为，为优化催化剂设计、提高催化效率以及理解这类反应过程提供了重要的基础数据和理论支持。这对于推进清洁能源技术，特别是氢气生产领域的发展具有实际意义。