生物油模型化合物苯甲醚的電催化水蒸氣重整制氫研究.pdf

1、作為一種新興的能源替代品，生物質(zhì)能源具有環(huán)保、存量大、能再生等優(yōu)勢，其制氫技術(shù)也是目前最被看好的制氫途徑之一。雖然具有異常美好的前景，但由于這項技術(shù)目前存在諸如需要提升產(chǎn)氫率和能量效率、減輕成本負擔并改善催化劑失活等問題，只有完善了著許多不足才能穩(wěn)健地走向商業(yè)化。本文應用電流催化水蒸氣重整制氫方法進行了NiCuZn-A1203催化生物質(zhì)制氫的相關(guān)研究：(1)選用苯甲醚作為生物油的模型化合物，研究了以其為典型的芳香族催化重整過程與電催化重

2、整反應特性，并且與乙醇、乙酸和輕質(zhì)生物油的重整反應進行了比較，探討了它們之間的差異。(2)研究了苯甲醚催化裂解反應，對苯甲醚的裂解反應通道進行了討論；(3)結(jié)合獲得的重整反應和裂解反應的結(jié)果，催化劑表征，探討了電催化重整反應機理。具體結(jié)果如下：
　　 一、苯甲醚電催化水蒸氣重整制氫
　　 本實驗采用共沉淀法，制備了NiCuZn-A1203催化劑，并研究了重整溫度、電流等因素對苯甲醚轉(zhuǎn)化率、氫產(chǎn)率以及各類產(chǎn)物分布造成的影響

3、。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，電流明顯提升了氫產(chǎn)率、碳轉(zhuǎn)化率并影響了各類產(chǎn)物分布。在700℃和4A的條件下，實驗獲得了最高的碳轉(zhuǎn)化率、氫產(chǎn)率，分別為98.26％和88.69％。
　　 生物油輕質(zhì)組分及其模型化合物乙醇、HAc的重整被用于與苯甲醚進行比較，發(fā)現(xiàn)苯甲醚由于其分子中苯環(huán)的存在，相較于其他反應物，其更難進行重整反應。另外，計算得到的苯甲醚的水蒸氣重整反應表觀活化能也明顯高于其他模型反應物。
　　 二、苯甲醚催化解離機理
　　

4、 對文獻報道的不同溫度范圍下苯甲醚的解離通道進行分析發(fā)現(xiàn)：低溫情況下，苯甲醚首先是通過連續(xù)的質(zhì)子遷移反應生成了等量的苯、苯酚、CH4和一氧化碳；高溫情況下，苯甲醚更傾向于第一步裂解生成苯氧基和CH3[2][4]。基于獲得的苯甲醚熱裂解反應的實驗結(jié)果，本論文進一步探討了苯甲醚催化裂解的機理，并對不同溫度范圍下的反應趨勢進行了分析。
　　 三、電催化促進重整機理
　　 為了使實驗結(jié)果原理更加明晰，我們采用了XRD等表征方法