用于乙醇水蒸氣重整Co-CeO-,2-催化劑的研究.pdf

1、乙醇重整制氫催化劑存在的核心問題是由于積碳等導(dǎo)致穩(wěn)定性差，CeO2具有儲-釋氧能力并可與活性組分產(chǎn)生相互作用，因此可以調(diào)節(jié)活性組分的化學(xué)狀態(tài)和有利于積炭的氧化消除，從而提高催化劑的穩(wěn)定性。本文研究新催化劑-Co/CeO2催化劑，主要研究內(nèi)容包括催化劑結(jié)構(gòu)和催化性能以及制備方法-結(jié)構(gòu)性能的關(guān)系，并對乙醇水蒸氣重整制氫反應(yīng)(SRE)積碳和載體效應(yīng)進(jìn)行了初步探討。 采用共沉淀法制備了Co/CeO2催化劑，研究發(fā)現(xiàn)該系列催化劑中鈷的主要

2、存在形式包括小晶粒鈷的氧化物、大晶粒Co3O4和進(jìn)入CeO2晶格的鈷；制備條件中Co3O4含量、焙燒溫度和老化時間影響鈷在催化劑中的存在形式。結(jié)合催化劑性能測試結(jié)果可得，催化劑中高分散小晶粒鈷的氧化物(還原所得的鈷)是關(guān)鍵的活性組分。其中10％Co/CeO2-C-650催化劑對SRE反應(yīng)具有高活性、高選擇性和較好的穩(wěn)定性。 采用浸漬法分別制備了Co/CeO2和Co/CexTi1-xO2催化劑，與共沉淀法制備的催化劑相比，該系列催

3、化劑產(chǎn)物中甲烷含量較高。載體中Ti的加入并不能改善催化劑性能，Ti可能和Ce或Co發(fā)生相互作用，從而削弱了Co和Ce的相互作用，導(dǎo)致催化劑性能下降。XRD結(jié)果顯示浸漬法制備的Co/CeO2催化劑主要物相是Co3O4和CeO2，比較發(fā)現(xiàn)制備方法對催化劑中鈷的化學(xué)狀態(tài)有顯著的影響。該系列催化劑中20％Co/CeO2-I-650催化劑對SRE反應(yīng)具有高活性和高選擇性和較好的穩(wěn)定性。 考察了制備方法對Co/CeO2催化劑結(jié)構(gòu)、還原性能和

4、催化性能的影響，證實了鈷和CeO2之間存在協(xié)同效應(yīng)，CeO2對CoOx的還原產(chǎn)生影響，被還原出的Co0是SRE反應(yīng)的主要活性組分；制備方法的不同使得Co與載體間的相互作用不同，其中共沉淀制備的催化劑進(jìn)入氧化鈰晶格的鈷較多，其表面的鈷鈰作用較弱，鈷更容易被還原，因此具有較多的活性組分，使得該催化劑的活性和選擇性較好，積碳程度較小，同時，二者結(jié)構(gòu)上的差異導(dǎo)致沉積碳種類不同。 利用共沉淀法制備的10％Co/CeO2-C-650催化劑，