Ni基催化劑催化乙醇水蒸氣重整制氫性能的研究.pdf

1、本文是從目前主要的乙醇制氫的方法入手，論述了水蒸氣重整、部分氧化重整、等離子體重整、光催化誘導(dǎo)重整、膜分離等不同的乙醇的重整制氫方式。并選擇以Ni/ZnO催化乙醇水蒸氣重整的制氫為研究體系。考察了通過(guò)對(duì)催化劑Ni/ZnO進(jìn)行Mo改性以及ZrO2的添加對(duì)整個(gè)乙醇水蒸氣重整制氫體系的影響。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在Mo改性的Ni/ZnO乙醇水蒸氣重整制氫體系中。采用了X-射線衍射(XRD)分析催化劑的結(jié)構(gòu)及粒徑的大小；程序升溫還原(TPR)

2、法研究了催化劑的還原性能；程序升溫氧化(TPO)法分析了催化劑抗積碳的能力。溫度為773K時(shí)適量Mo的添加能提高Ni/ZnO催化劑的活性和氫氣選擇性；Ni/ZnO及Ni-Mo/ZnO催化劑的活性隨著溫度的升高而提高，823K時(shí)乙醇完全轉(zhuǎn)化；在反應(yīng)溫度為873K時(shí)，Mo的含量為0.83％的Ni-Mo/ZnO催化劑對(duì)氫氣的選擇性最高；Mo的添加可以提高Ni/ZnO催化劑的抗積碳能力從而提高該催化劑的穩(wěn)定性。TPR和XRD實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了Mo的

3、添加有利于Ni氧化物在載體上的分散；減弱氧化態(tài)鎳物種與載體之間的作用，從而提高了催化劑的活性、選擇性和穩(wěn)定性。 在以ZnO-ZrO<,2>為載體的鎳基乙醇水蒸氣重整制氫中，以草酸鈉為共沉淀劑，采用了共沉淀法制備了催化劑(Ni/ZnO-ZrO<,2>)?？疾炝吮壤煌腪nO-ZrO<,2>負(fù)載的鎳基催化劑在300～650℃下催化乙醇水蒸氣重整制氫反應(yīng)的性能。用TPR、TPO、XRD對(duì)催化劑試樣進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，400℃下，在

4、所有的催化劑上乙醇均已完全轉(zhuǎn)化；在低溫時(shí)，ZnO-ZrO<,2>的復(fù)合載體上，氫氣的選擇性要比單一載體的選擇性高；含ZrO<,2>的催化劑的積碳量都比較小，這是因?yàn)榱⒎骄档腪rO<,2>可以提高ZnO-ZrO<,2>晶格氧的表面富集能力，降低催化劑上積炭量。 本文還比較了氫氣預(yù)還原對(duì)催化劑活性和抗積碳能力的影響。結(jié)果表明，未還原的催化劑對(duì)氫氣的選擇性要比已還原的催化劑的高。未還原的催化劑NZr、NZZ抗積碳能力比已還原的催化劑