甲醇水蒸汽重整制氫納米催化劑制備和性能研究.pdf

1、氫氣作為潔凈、高效的能源，由于沸點低，不易壓縮和液化，限制了作為移動能源的廣泛應用。甲醇產(chǎn)能充足、能量密度高，非常適合作為移動制氫的原料。與甲醇裂解制氫和部分氧化制氫相比，甲醇水蒸汽重整制氫(SRM)具有反應溫度低，產(chǎn)物中H2含量高，CO含量低的優(yōu)點。催化劑是影響甲醇水蒸汽重整制氫反應的關(guān)鍵因素之一。本文制備出了CuZnAl納米催化劑，較為深入地研究了其對甲醇水蒸汽重整制氫反應的催化性能。
　　 本文首先對甲醇水蒸汽重整制氫反應

2、進行了熱力學分析。該反應的機理為：甲醇與水反應生成CO2和H2，少量的CO并非源自甲醇的分解，而來自于水煤汽變換的逆反應；生成CO的反應為吸熱反應。通過計算不同反應溫度下CO的平衡含量，從理論上證明了降低重整產(chǎn)物中CO含量的可行性。
　　 以Cu(NO3)2、Na2CO3為原料，采用液相沉淀法制備出了具有納米針狀結(jié)構(gòu)的CuO微球。CuO微球?qū)儆趩涡本?，平均粒徑約為4.5μm，表面納米針直徑約為90nm，針長約600nm。

3、>　　 通過摻雜納米結(jié)構(gòu)CuO微球，制備出了CuZnAl納米催化劑，并用高壓色譜-微反裝置評價了其對甲醇水蒸汽重整制氫反應的催化性能。當納米結(jié)構(gòu)CuO微球的添加量為CuZnAl催化劑總摩爾數(shù)的1/10時，催化劑的催化性能最好。在n水/n甲醇=1.3、空速為0.125g·h/mL、反應溫度為240～260℃時，產(chǎn)物中CO含量低于0.1[％]，H2選擇性約為98[％]，優(yōu)于傳統(tǒng)CuZnAl催化劑的性能。
　　 根據(jù)催化反應結(jié)果，建