金屬氧化物擔載非貴金屬納米催化劑用于乙醇水蒸氣重整制氫.pdf

1、乙醇水蒸氣重整制氫的技術(shù)核心是催化劑的研發(fā)，文獻報道的催化劑具有很好的活性和氫氣選擇性，近幾年來研究重點主要集中在提高催化劑穩(wěn)定性上。低溫下反應(yīng)后積碳沉積和高溫下活性組分燒結(jié)是導致催化劑失活的主要原因。針對乙醇重整的積碳和燒結(jié)問題，本論文提出了兩種催化劑的設(shè)計思路以期改善催化劑的穩(wěn)定性：一種是選擇具有氧空位的氧化物作為催化劑載體；另一種制備成負載型雙金屬催化劑，考察了催化劑結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。
　　首先分別利用檸檬酸絡(luò)合法和改性

2、浸漬法制備Ni-La-Ce三元氧化物。制備方法對催化劑結(jié)構(gòu)影響很大。兩種方法制備的催化劑用于乙醇水蒸氣重整反應(yīng)都能表現(xiàn)出很好的活性和氫氣選擇性，檸檬酸絡(luò)合法制備的催化劑在反應(yīng)溫度為650℃，水醇比為3和空速為180,000 ml·gcat-1·h條件下反應(yīng)8h后催化劑沒有出現(xiàn)失活，該催化劑能表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性是由于其具有更豐富的氧空位，提高了催化劑抗積炭性能。
　　然后利用LaCoxNi1-xO3作為前驅(qū)物，由于鈣鈦礦LaCoxN

3、i1-xO3中鈷離子和鎳離子還原性質(zhì)相近，能同時從鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中還原成金屬，XRD、TPR和TEM等表征結(jié)果表明還原后形成了Ni-Co合金顆粒。由于大部分金屬離子都能形成鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，通過調(diào)控金屬離子還原可以制備其他多種負載型納米雙金屬或多金屬催化劑。與文獻中報道的催化劑性能相比較，LaCoxNi1-xO3用于乙醇水蒸氣重整反應(yīng)中表現(xiàn)出較好的活性和穩(wěn)定性。550℃反應(yīng)10h后催化劑表征結(jié)果顯示富Ni催化劑反應(yīng)后以纖維狀積碳為主，金屬顆粒位于

4、纖維狀積碳末端，可以暴露出活性位，不會造成催化劑快速失活；而富 Co催化劑反應(yīng)后主要生成無定型積碳，該種類型積碳會包裹住金屬顆粒，導致催化劑嚴重失活。在700℃反應(yīng)30h，所制得的催化劑都能表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性，且雙金屬催化劑的抗燒結(jié)性能優(yōu)于單金屬催化劑。
　　最后以CuO/LaNiO3和CuO/LaCoO3為前驅(qū)物制備了負載型的Cu-Ni和Cu-Co催化劑。在前驅(qū)物中CuO能高分散在鈣鈦礦表面，且其在較低溫度下就能還原成金屬銅，鈣