Ni金屬基整體型催化劑催化乙醇氧化重整制氫的研究.pdf

1、乙醇氧化重整將乙醇蒸汽重整和部分氧化相耦合，具有啟動快、產(chǎn)氫效率高、可實現(xiàn)自供熱等顯著優(yōu)點，是一種應用前景廣闊的制氫技術(shù)。鎳整體型催化劑催化的反應可在大空速下自熱進行，而且催化劑空隙率大，具有壓力降小，生產(chǎn)能力高等優(yōu)點。在本課題實驗工作中，鎳金屬基整體型催化劑用于乙醇氧化重整制氫反應。為了提高該催化劑的H2選擇性和抗積碳能力，對催化劑進行助劑氧化物負載，取得了比較理想的結(jié)果。 在本論文工作中，以Ce(NO3)3和/或Zr(NO3

2、)4溶液浸漬泡沫鎳，再進行干燥和焙燒，制備了一系列負載CeO2和CeO2-ZrO2的鎳金屬整體型催化劑。并采用XRD，SEM，BET和ICP等分析測試手段對催化劑進行了表征。同時考察了反應溫度，空速，碳氧比和醇水比對催化劑反應活性和選擇性的影響。結(jié)果表明：(1)在所有反應條件下，乙醇轉(zhuǎn)化率接近100％，并且不受反應條件變化的影響；(2)負載CeO2能夠促進WGS反應的發(fā)生，提高H2選擇性，降低副產(chǎn)物的選擇性；CeO2的最佳負載量是7.3

3、3wt％，以此負載量負載的催化劑Ce0.8Ni在溫度為750℃，空速0.7x 105h-1，nC/nO為0.7，nC2HsOH/nH2O為0.25的條件下反應170min，H2，CH4和CO的平均選擇性為98.3％，2.2％和31.2％，只檢測到微量的C2H6，沒有C2H4生成；(3)Ce/Zr：最佳負載摩爾比為3.26，以此比例負載的催化劑Ce0.15Zr0.05Ni具有最高的H2選擇性和最好的穩(wěn)定性。XRD檢測結(jié)果表明CeO2和Zr

4、O2之間有較強的相互作用，說明形成了CeO2-ZrO2固溶體。正是由于固溶體的形成增強了固溶體中CeO2的氧化還原性和熱穩(wěn)定性，從而改善了催化劑的催化性能和穩(wěn)定性；(4)Ce0.8Ni和Ce0.15Zr0.05Ni氧化重整產(chǎn)物的選擇性隨著反應條件變化的趨勢是相同的：H2選擇性隨著溫度的升高或C2H5OH/H2O的減小而增大，CH4，C2H4和C2H6的選擇性隨著溫度的升高或C2H5OH/H2O的減小而減?。籋2選擇性隨著GHSV或C/O