La2O2CO3負(fù)載Ni(Fe,Co)催化劑催化乙醇水蒸氣重整制氫的研究.pdf

1、能源與環(huán)境是未來人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展涉及的最主要問題之一。氫能具有無污染和高熱值等優(yōu)點(diǎn),是理想的清潔能源。尤其作為燃料電池的氫源具有很好的應(yīng)用前景。與其他氫源相比,乙醇具有低成本、可再生、無毒和易儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)。因此,乙醇水蒸氣重整催化制氫正受到越來越多的關(guān)注。
　　 本文采用浸漬法制備了Ni、Fe、Co系列催化劑,考察了各催化劑催化乙醇水蒸氣重整反應(yīng)的性能。用BET方法測(cè)定了載體的比表面,用X-射線衍射CXRD)和程序升溫還原(

2、TPR)技術(shù)對(duì)催化劑進(jìn)行表征,并用熱重(TG)技術(shù)考察了催化劑的抗積炭能力。
　　 第一部分采用La2(CO3)3空氣焙燒法制備了La2O2CO3載體,用浸漬法制備了不同比例的Ni-Fe／La2O2CO3雙金屬催化劑。結(jié)果表明雙金屬催化劑比單金屬催化劑具有更好的活性及更高的氫氣選擇性,同時(shí)還具有良好的壽命。這可能是由于Ni、Fe高度分散在載體的表面,同時(shí)在Ni、Fe、La形成了LaFexNi1-xO3結(jié)構(gòu),可以有效防止Ni顆粒燒

3、結(jié),解決積碳問題。
　　 第二部分采用浸漬法制備了不同比例的Ni-Co／La2O2CO3雙金屬催化劑。結(jié)果表明:在所考察的催化劑中,NIBCO摩爾比為1:1的催化劑活性和選擇性較好,400℃時(shí),乙醇轉(zhuǎn)化率已達(dá)100％,在500℃時(shí),該催化劑上的CO的選擇性最低(0.28％),氫氣的選擇性為93.77％,比單一金屬負(fù)載的催化劑(Ni／La2O2CO3和Co／La2O2CO3)的都要高。在乙醇水蒸氣重整反應(yīng)中,Ni斷裂C-C鍵的能力

4、比Co強(qiáng),而Co能提高氫氣的選擇性。采用復(fù)合Ni—Co雙金屬提高了催化劑的綜合性能。
　　 第三部分制備了Ca、Zn改性的La2O2CO3載體,采用浸漬法分別制備了Ni／CaCO3-La2O2CO3、Ni／ZnO-La2O2CO3催化劑。研究結(jié)果表明,改性后催化劑都具有更好的活性和選擇性,Ca改性的Ni／La2O2CO3催化劑是一種各項(xiàng)性能較好的乙醇水蒸氣重整制氫反應(yīng)催化劑,300℃時(shí),乙醇的轉(zhuǎn)化率達(dá)到81.8％,氫氣的選擇性達(dá)