甲基環(huán)己烷新型脫氫催化劑Ni-Cu-γ-Al2O3-ZrO2的制備及其反應(yīng)性能.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步及社會(huì)的發(fā)展，人類對(duì)于能源有了新的要求，煤炭、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源的人均占有量逐年遞減，傳統(tǒng)能源在使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成的污染日益嚴(yán)重，面對(duì)能源危機(jī)及日益突出的環(huán)境問(wèn)題，新型能源的開發(fā)迫在眉睫。氫能具有資源豐富、高燃值、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，被視為21世紀(jì)最理想的新型能源，然而，氫氣的體積密度低，如何提高氫氣的高密度儲(chǔ)存及安全、長(zhǎng)距離運(yùn)輸是實(shí)現(xiàn)“氫能社會(huì)”的關(guān)鍵。有機(jī)液態(tài)氫化物具有儲(chǔ)氫密度高、加氫-脫氫反應(yīng)高度可逆、運(yùn)輸安全便攜等

2、特性，是非常有潛力的儲(chǔ)氫方式。有機(jī)液態(tài)氫化物儲(chǔ)氫主要以芳烴類化合物（苯、甲苯、萘）為載體，載體先通過(guò)催化加氫反應(yīng)實(shí)現(xiàn)氫氣的儲(chǔ)存，再經(jīng)過(guò)催化脫氫反應(yīng)實(shí)現(xiàn)氫氣的釋放。
　　本文以甲基環(huán)己烷為模型化合物，考察其在微反裝置上的催化脫氫反應(yīng)。采用共沉淀法制備出復(fù)合載體γ-Al2O3-ZrO2，制備過(guò)程中通過(guò)使用超聲波技術(shù)增大載體的比表面積，調(diào)節(jié)Zr/Al摩爾比，制備了一系列不同Zr/Al摩爾比復(fù)合載體，通過(guò)X射線衍射分析，研究發(fā)現(xiàn)，Al2O

3、3和ZrO2分別以γ相、四方晶相存在。采用浸漬、共沉淀和沉積沉淀三種方法制備了Ni-Cu/γ-Al2O3-ZrO2催化劑，通過(guò)X射線衍射（XRD）、程序升溫脫附法（NH3-TPD）、程序升溫還原（H2-TPR）、透射電鏡（TEM）、比表面積測(cè)定（BET）等手段對(duì)催化劑進(jìn)行表征分析，結(jié)果顯示浸漬法制備的催化劑表面含有更多的Ni0，觀察到催化劑中形成了Ni-Cu合金。催化劑表面酸性對(duì)于催化性能有較大影響，浸漬法制備的催化劑表面含有弱酸及中等

4、強(qiáng)度酸中心，三種方法制備的催化劑均有較大的比表面積，孔徑和孔容，且活性組分的負(fù)載對(duì)載體孔徑和孔容無(wú)較大影響。利用流動(dòng)態(tài)微反裝置，考察了甲基環(huán)己烷在不同催化劑下的脫氫性能，同時(shí)對(duì)反應(yīng)影響參數(shù)：反應(yīng)溫度、n(Ni):n(Cu)、原料 LHSV、n(Al):n(Zr)等進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明：采用浸漬法制備的Ni-Cu/γ-Al2O3-ZrO2催化劑表現(xiàn)出較優(yōu)的催化活性，其條件為：反應(yīng)溫度450℃，n(Ni):n(Cu)=8:2，n(Zr):n