金屬氧化物擔(dān)載非貴金屬納米催化劑用于乙醇水蒸氣重整制氫.pdf

1、乙醇水蒸氣重整制氫的技術(shù)核心是催化劑的研發(fā)，文獻(xiàn)報(bào)道的催化劑具有很好的活性和氫氣選擇性，近幾年來(lái)研究重點(diǎn)主要集中在提高催化劑穩(wěn)定性上。低溫下反應(yīng)后積碳沉積和高溫下活性組分燒結(jié)是導(dǎo)致催化劑失活的主要原因。針對(duì)乙醇重整的積碳和燒結(jié)問(wèn)題，本論文提出了兩種催化劑的設(shè)計(jì)思路以期改善催化劑的穩(wěn)定性：一種是選擇具有氧空位的氧化物作為催化劑載體；另一種制備成負(fù)載型雙金屬催化劑，考察了催化劑結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。
　　首先分別利用檸檬酸絡(luò)合法和改性

2、浸漬法制備N(xiāo)i-La-Ce三元氧化物。制備方法對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)影響很大。兩種方法制備的催化劑用于乙醇水蒸氣重整反應(yīng)都能表現(xiàn)出很好的活性和氫氣選擇性，檸檬酸絡(luò)合法制備的催化劑在反應(yīng)溫度為650℃，水醇比為3和空速為180,000 ml·gcat-1·h條件下反應(yīng)8h后催化劑沒(méi)有出現(xiàn)失活，該催化劑能表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性是由于其具有更豐富的氧空位，提高了催化劑抗積炭性能。
　　然后利用LaCoxNi1-xO3作為前驅(qū)物，由于鈣鈦礦LaCoxN

3、i1-xO3中鈷離子和鎳離子還原性質(zhì)相近，能同時(shí)從鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中還原成金屬，XRD、TPR和TEM等表征結(jié)果表明還原后形成了Ni-Co合金顆粒。由于大部分金屬離子都能形成鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，通過(guò)調(diào)控金屬離子還原可以制備其他多種負(fù)載型納米雙金屬或多金屬催化劑。與文獻(xiàn)中報(bào)道的催化劑性能相比較，LaCoxNi1-xO3用于乙醇水蒸氣重整反應(yīng)中表現(xiàn)出較好的活性和穩(wěn)定性。550℃反應(yīng)10h后催化劑表征結(jié)果顯示富Ni催化劑反應(yīng)后以纖維狀積碳為主，金屬顆粒位于

4、纖維狀積碳末端，可以暴露出活性位，不會(huì)造成催化劑快速失活；而富 Co催化劑反應(yīng)后主要生成無(wú)定型積碳，該種類(lèi)型積碳會(huì)包裹住金屬顆粒，導(dǎo)致催化劑嚴(yán)重失活。在700℃反應(yīng)30h，所制得的催化劑都能表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性，且雙金屬催化劑的抗燒結(jié)性能優(yōu)于單金屬催化劑。
　　最后以CuO/LaNiO3和CuO/LaCoO3為前驅(qū)物制備了負(fù)載型的Cu-Ni和Cu-Co催化劑。在前驅(qū)物中CuO能高分散在鈣鈦礦表面，且其在較低溫度下就能還原成金屬銅，鈣