介孔Ni-CeO-,2-催化劑的制備及其對(duì)水煤氣變換反應(yīng)中的催化性能研究.pdf

1、由于介孔材料具有獨(dú)特的電學(xué)、化學(xué)和催化特性而備受關(guān)注，其高的比表面有望實(shí)現(xiàn)活性組分的高分散，在催化領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力。水煤氣變換反應(yīng)作為燃料電池制氫系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)重新受到廣泛關(guān)注。鎳鈰氧化物催化劑對(duì)高溫水煤氣變換具有高活性，但選擇性較差。本工作希望能夠通過(guò)制備高比表面的介孔催化劑，提高活性組分的分散度，增強(qiáng)活性組分與載體的作用力，實(shí)現(xiàn)催化劑的高活性和良好的選擇性。 本文以介孔CeO2為載體，采用浸漬(包含硝酸鎳溶液和鎳氨絡(luò)

2、合溶液)法、有機(jī)模板(包含陽(yáng)離子表面活性劑CTAB和非離子表面活性劑P123)一步合成法，分別制備了Ni/CeO2介孔催化劑，并對(duì)以上制備方法進(jìn)行了篩選和條件優(yōu)化，并得到以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 1.在不同的制備方法中，以P123為模板劑、PEO為助模板劑制得的催化劑相對(duì)而言介孔結(jié)構(gòu)較為規(guī)整，孔徑分布較為集中，平均孔徑為2.4 nm，比表面積為214 m2/g。該催化劑經(jīng)過(guò)10％硝酸處理后，在反應(yīng)溫度為400℃、質(zhì)量空速約為60000 c

3、m3·gcat-1·h-1的重整氣中，CO轉(zhuǎn)化率高達(dá)81％，甲烷的生成率大約為9％。而其他方法制備的催化劑，經(jīng)酸處理之后，活性組分鎳大量流失，CO轉(zhuǎn)化率在30％以下。 2.在pH值分別為10.0、11.5、13.0的條件下，以P123為模板合成的催化劑，在高pH值條件下制備介孔催化劑，有利于形成高比表面的介孔結(jié)構(gòu)；pH值增加，有利于鎳進(jìn)入二氧化鈰晶格，增強(qiáng)了氧活動(dòng)能力，有助于水煤氣反應(yīng)的氧化還原過(guò)程的進(jìn)行，因而具有更高的活性。

4、 3.在老化時(shí)間分別為0、1、3天的條件下，以P123為模板劑制備介孔5wt％Ni/CeO2催化劑，表征和測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)老化處理的催化劑表現(xiàn)出很高的活性和良好的選擇性。 4.在450℃、500℃和550℃下煅燒Swt％Ni/CeO2前軀體后，經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，焙燒溫度升高，催化劑顆粒聚集，孔結(jié)構(gòu)發(fā)生坍塌，比表面從214.2 m2/g降到了165 m2/g。CO轉(zhuǎn)化率也隨焙燒溫度升高而降低、甲烷化略有增加。 5.對(duì)P1