化學(xué)鏈重整制氫中NI基載氧體的制備及性能研究.pdf

1、化學(xué)鏈重整制氫是一種新型且非常具有前景的制氫方式，該過程可實(shí)現(xiàn)自熱過程，并消除制氫過程中積碳的影響，但該過程對載氧體性能要求較髙。Ni基載氧體由于其髙活性和氧化還原性能被認(rèn)為是一種高效載氧體，本文主要研究載體結(jié)構(gòu)及Ce02助劑對載氧體性能的影響。
　　合成具有不同載體結(jié)構(gòu)的Ni基載氧體，包括傳統(tǒng)Ni/Ah03，層狀Ni/MMT,介孔結(jié)構(gòu)Ni/Al-MCM-41和Ni/SBA-15載氧體。研究乙醇化學(xué)鏈重整制氫過程中載體結(jié)構(gòu)對載氧體

2、性能的影響。采用N2-低溫吸附脫附、X-射線衍射、透射電鏡、迅化學(xué)吸附、H2程序升溫還原以及熱重等技術(shù)對載氧體進(jìn)行表征。研究表明，良好的結(jié)構(gòu)限制效應(yīng)可實(shí)現(xiàn)載氧體以下性能：（1)NiO顆粒更小的粒徑及高度分散并增強(qiáng)金屬載體間相互作用；(2)由于載體結(jié)構(gòu)量子限域效應(yīng)實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的抗燒結(jié)能力；（3)由于較小的金屬粒徑和有效的氧傳遞能力而減少積碳。有序介孔Ni/SBA-15載氧體具有最好的量子限域效應(yīng)，緊接著是有序介孔Ni/Al-MCM-4、層狀N

3、i/MMT和傳統(tǒng)Ni/Ah03載氧體。死時間的長短反映了載氧體氧化還原性能，可按以下順序排列：Ni/SBA-15＞Ni/Al-MCM-41＞Ni/MMT>Ni/Ah03。化學(xué)鏈重整制氫初始階段，Ni/Al-MCM-41表現(xiàn)出最高的活性，但是隨后其結(jié)構(gòu)的塌陷導(dǎo)致活性粒子的燒結(jié)和活性的降低。介孔結(jié)構(gòu)載氧體Ni/SBA-15和層狀Ni/MMT載氧體具有優(yōu)異的活性和穩(wěn)定性，但傳統(tǒng)Ni/Ah03性能比較平庸。
　　研究乙醇化學(xué)鏈重整制氫中，

4、助劑CeO2的添加和含量對xCeNi/SBA-15載氧體性能的影響。采用N2-物理吸附、X-射線衍射、透射電鏡、H2化學(xué)吸附、H2程序升溫還原以及差示掃描量示-熱重分析等方法對載氧體進(jìn)行表征。研究發(fā)現(xiàn)，載氧體都具有較大的比表面積（＞435 m2/g)。助劑CeO2的質(zhì)量含量為12%時，載氧體表現(xiàn)出最好的性能，可使N i基載氧體實(shí)現(xiàn)更小的N iO納米顆粒尺寸（3.2nm)并高度分散在介孔分子篩SBA-15載體上，有利于增強(qiáng)金屬間相互作用，