基于催化劑開(kāi)發(fā)的生物油催化重整制氫研究.pdf

1、在當(dāng)今世界，化石能源的短缺和對(duì)環(huán)境問(wèn)題的迫切關(guān)注使得清潔能源的開(kāi)發(fā)成為熱點(diǎn)問(wèn)題。氫氣作為清潔能源在工業(yè)領(lǐng)域也一直得到安全應(yīng)用。然而，最經(jīng)濟(jì)的工業(yè)制氫仍來(lái)自于天然氣的水汽重整。生物質(zhì)是唯一可再生并凈零碳排放的能源，以其為來(lái)源的燃料有望替代化石能源。對(duì)來(lái)自生物質(zhì)熱裂解的生物油進(jìn)行催化重整制取氫氣，是生物質(zhì)制取氫氣的主要技術(shù)之一。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴選取乙酸作為?；镩_(kāi)展生物油重整制氫研究，詳細(xì)比較了 La2O3和γ-Al2O3

2、負(fù)載的Ni和Co基催化劑的催化活性。由于La2O3呈現(xiàn)堿性與對(duì)CO2的吸附能力，Ni和Co在其上具備更高的H2和CO2選擇性。另外，Ni比Co的活性更高，因其對(duì)CH4的選擇性更低。Ni/La2O3表現(xiàn)出最高的重整活性，其在700℃時(shí)將乙酸完全轉(zhuǎn)化，同時(shí)氫氣產(chǎn)率達(dá)到80.9％，并將高活性保持了38小時(shí)。⑵采用Ni作為活性金屬，催化劑載體為柳桉熱裂解的副產(chǎn)物生物炭，針對(duì)模擬生物油開(kāi)展了重整實(shí)驗(yàn)。通過(guò)活化對(duì)生物炭的孔道結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善，發(fā)現(xiàn)其經(jīng)過(guò)

3、處理后出現(xiàn)了大量孔隙結(jié)構(gòu)，集中在10 nm以下。制備的Ni/生物炭催化劑在生物油重整中表現(xiàn)出了良好的反應(yīng)活性，700 oC時(shí)氫氣產(chǎn)率接近100%。⑶開(kāi)發(fā)了化學(xué)組成特殊的準(zhǔn)東煤灰作為保護(hù)催化劑，將其放置于重整催化劑之前，以抑制其在生物油重整制氫中的失活。在重整反應(yīng)中，煤灰將生物油大分子初步分解成小分子中間產(chǎn)物如CO與CH4等，其在Ni催化劑上進(jìn)一步發(fā)生重整反應(yīng)。改進(jìn)后的反應(yīng)體系成功地促進(jìn)了生物油的高效轉(zhuǎn)化與氫氣的生成，并將重整催化劑的壽命

4、提高到了8小時(shí)，顯著抑制了積碳的生成。選取化學(xué)組成特殊的昭通煤灰作為催化劑載體，在其上負(fù)載活性金屬 Ni制備出一種新型的、性能優(yōu)異且穩(wěn)定的重整催化劑，用于生物油催化重整制氫實(shí)驗(yàn)。在約13 h的實(shí)驗(yàn)中，Ni/煤灰表現(xiàn)出了良好的活性與穩(wěn)定性。在700 oC時(shí)，乙酸的轉(zhuǎn)化率達(dá)到了95%以上，氫氣產(chǎn)率達(dá)到了80%以上。⑷對(duì)煤灰負(fù)載的重整催化劑進(jìn)行了改良，力爭(zhēng)開(kāi)發(fā)高活性與廉價(jià)的催化劑。通過(guò)比較不同化學(xué)組成煤灰的活性差異，堿-堿土金屬和鐵的作用得到