改性Co-CeO2催化劑制備及乙醇水蒸氣重整制氫性能研究.pdf

1、乙醇是一種來源廣泛，清潔，氫含量高的液體燃料。利用乙醇水蒸氣重整制氫具有高效、環(huán)境友好等優(yōu)點，可有效為質(zhì)子膜交換燃料電池提供燃料。
　　本文通過檸檬酸絡(luò)合法制備了Ca改性Co/CeO2催化劑，共沉淀法制備了Ni改性的Co/CeO2催化劑，采用氮氣低溫物理吸附(BET)、X射線衍(XRD)、氫氣程序升溫還原(H2-TPR)、傅里葉交換紅外光譜(FT-IR)、透射電鏡(TEM)、熱重(TG)表征催化劑的微觀性能，考察了改性Co/CeO

2、2催化劑對乙醇水蒸氣重整性能的影響，并初步探討了催化劑的穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明：
　　(1)以檸檬酸絡(luò)合法制備的Co/CeO2催化劑，部分Co進入CeO2的品格中，與載體相互作用，形成Co-O-Ce界面，降低還原溫度，且在載體上分散較好，粒徑較小，平均粒徑為15 nm。摻雜Ca能有效降低載體的尺寸，提高載體CeO2的儲氧量，但是Ca的摻雜減弱了Co與載體之間的相互作用，部分Ca附著在載體表面，使Co的還原溫度向高溫區(qū)移動。
　

3、　(2)在400～500℃時，Co/CeO2催化劑具有較好的催化活性，Ca的摻雜不能提高低溫活性；當反應(yīng)溫度升高至550～650℃時，5.0wt％Ca改性Co/CeO2催化劑能有效的提高催化劑的氫氣選擇性，在反應(yīng)溫度為550℃，水醇摩爾比為6.0，氣體空速為50，000 mL·g～_h-1條件下，氫氣產(chǎn)率達到85.2％，當Ca摻雜量大于5.0wt％是時，催化劑的活性大幅度降低。
　　(3)對Co0.1Ce0.9Oy與Co0.1Ce

4、0.85Ca0.05Oy催化劑進行50 h初步穩(wěn)定性測試，改性Co/CeO2催化劑具有較好的穩(wěn)定性。反應(yīng)后TG及TEM表征顯示：5.0wt％Ca摻雜可以有效的降低催化劑表面總積炭量。主要是由于Ca改性提高載體CeO2的總氧存儲量，降低CeO2的尺寸，促進活性組分的分散，從而提高催化劑的抗積炭性能。另一方面在催化劑表面形成的積炭屬于活性炭物種，易于在反應(yīng)中消除。
　　(4)為了提高催化劑的低溫活性，采用共沉淀法制備了Ni改性Co/C