稀土鈣鈦礦型催化劑超臨界水氣化玉米秸稈制合成氣性能研究.pdf

1、超臨界水氣化生物質(zhì)工藝是近年發(fā)展起來(lái)的一種高效、清潔的能源轉(zhuǎn)化及利用技術(shù),極具發(fā)展?jié)摿屯茝V應(yīng)用價(jià)值。本文采用檸檬酸絡(luò)合劑的溶膠.凝膠法制備了摻雜型稀土鈣鈦礦催化劑LaNixFe1-xO3(x=0.1,0.3,0.7,0.9),并將其中活性較好的催化劑與相應(yīng)的單雙鈣鈦礦催化劑LaFeO3、LaNiO3以及La2NiFeO6進(jìn)行了比較,考察了不同反應(yīng)溫度對(duì)超臨界水氣化玉米秸稈制合成氣的影響。利用X射線粉末衍射(XRD)、H2-程序升溫還原

2、(H2-TPR)、比表面(BET)、掃描電鏡(SEM)、磁性測(cè)試和穆斯堡爾譜等手段對(duì)催化劑樣品進(jìn)行了表征,探討了其物理化學(xué)性能并與反應(yīng)活性進(jìn)行了關(guān)聯(lián)。另外本文還利用熱重分析對(duì)玉米秸稈的工業(yè)分析組成進(jìn)行了測(cè)試。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用溶膠凝膠法制備的摻雜型催化劑LaNixFe1-xO3(x=0.1,0.3,0.7,0.9),以及相應(yīng)的單雙鈣鈦礦催化劑 LaFeO3,LaNiO3和La2NiFeO6均形成了單相的稀土鈣鈦礦型氧化物

3、。在系列催化劑LaNixFe1-xO3中,LaNi0.3Fe0.7O3在超臨界水氣化玉米秸稈制合成氣反應(yīng)中表現(xiàn)出較好的催化活性,產(chǎn)物中的氫氣含量最多,且氣化率和轉(zhuǎn)化率也很高。從催化劑的表征譜圖中發(fā)現(xiàn),LaNi0.3Fe0.7O3較好的催化活性與其較低的還原峰溫,大比表面積以及層狀結(jié)構(gòu)形貌有關(guān)。同時(shí),將稀土雙鈣鈦礦型催化劑La2NiFeO6與相應(yīng)的單鈣鈦礦型催化劑LaFeO3,LaNiO3以及LaNi0.3Fe0.7O3進(jìn)行了系統(tǒng)的比較。

4、結(jié)果表明,雙鈣鈦礦系列催化劑兼具有較好的轉(zhuǎn)化率以及氣化率,活性優(yōu)于相應(yīng)的單鈣鈦礦型催化劑。這是由于雙鈣鈦礦催化劑La2NiFeO6擁有較小的粒徑,且存在晶格畸變。另外穆斯堡爾譜的研究證明鈣鈦礦中的鐵大部分以+3價(jià)存在,且除單相LaFeO3外其它單鈣鈦礦均含有兩種配位的Fe3+,而雙鈣鈦礦只含有一種Fe3+的八面體配位,對(duì)應(yīng)結(jié)晶性好的LaFeO3相。
　　 本研究在此基礎(chǔ)上,考察了不同反應(yīng)溫度對(duì)超臨界水氣化玉米秸稈制合成氣的影響。