Ni基催化劑在丙三醇水蒸汽重整制氫中的研究.pdf

1、近年來氫氣質子膜燃料電池技術的發(fā)展受到人們的關注，然而氫的制備存儲技術遠遠落后于燃料電池的技術要求，因此制氫技術的研究具有重要意義。本課題組在前期進行了負載鎳催化劑在丙三醇蒸汽重整制氫的作用研究，發(fā)現(xiàn)Ni/La2O3催化劑具有很好的丙三醇轉化率與水汽轉換反應催化活性，但由于其對甲烷化反應的較高選擇性而降低了產物中的氫氣含量，影響了制氫效率。本文針對如何抑制甲烷化反應和提高氫氣選擇性對Ni/La2O3催化劑進行了系統(tǒng)改性研究。
　　

2、首先，考察了Mg、Al、Cu、Ca、K、Na幾種金屬助劑改性的Ni/La2O3催化劑在丙三醇蒸汽重整制氫中的催化活性，發(fā)現(xiàn)在相同條件下改性催化劑中以氫氧化物形式存在的Na、K、Ca為助劑改性催化劑的催化性能要明顯優(yōu)于以氧化物形式存在的Mg、Al、Cu改性的催化劑，而且呈現(xiàn)出堿性越強改性效果越好的趨勢。Na和K助劑的添加對丙三醇蒸汽重整制氫反應中的甲烷化反應有較好的抑制作用，所得催化劑Ni-Na/La2O3和Ni-K/La2O3也呈現(xiàn)出很

3、高的氫氣選擇性。Ni-Na/La2O3催化劑的催化性能略優(yōu)于Ni-K/La2O3催化劑。助劑添加量對催化劑性能的影響也有較大的影響，隨著添加量的增加催化劑抑制甲烷化的能力先是增強，后下降，Ni-Na/La2O3和Ni-K/La2O3最佳助劑添加量分別為活性3.75wt.％和6.25wt.%，此時，催化劑的氫氣選擇性較高，甲烷的選擇性接近于零。
　　其次，對助劑添加量為3.75wt.%的Ni-Na/La2O3催化劑進行了最優(yōu)實驗條件

4、的探索，發(fā)現(xiàn)經過600℃焙燒和60-80目篩分的Ni-Na/La2O3催化劑在450℃，5g催化劑，20wt.%丙三醇水溶液的反應條件下，丙三醇蒸汽重整制氫有最好的反應活性，氫氣選擇性可達99.21%，產物中CH4含量幾乎為0，產物中CO含量極低，并且催化劑具有較好的穩(wěn)定性。
　　最后，在用XRD、H2-TPR、BET等分析測試手段對催化劑進行微觀分析基礎上，對丙三醇蒸汽重整制氫反應中的催化活性改進和甲烷化反應抑制機理進行了探索，