乙醇催化裂解制單壁碳納米管和協(xié)同產(chǎn)氫研究.pdf

1、催化裂解生長(zhǎng)碳納米管和產(chǎn)生氫氣是充分利用乙醇的有效途徑。為此，本文提出了乙醇催化裂解產(chǎn)氫并協(xié)同生長(zhǎng)碳納米管(CNTs)的思路。實(shí)驗(yàn)以浸漬法制備了Fe/MgO、Fe-Mo/MgO、Fe-Co/MgO和Ni-Mo/MgO系列納米催化劑，采用化學(xué)氣相沉積法協(xié)同制備氫氣和碳納米管。主要考察了催化劑組分和反應(yīng)溫度對(duì)乙醇裂解產(chǎn)氫性能和生長(zhǎng)碳納米管品質(zhì)的影響，在線檢測(cè)(TCD和FID)了乙醇裂解尾氣的成分和含量，利用XRD、SEM、TEM、Raman

2、、TG和BET等手段對(duì)乙醇裂解后固體產(chǎn)物進(jìn)行了測(cè)試表征，同時(shí)通過TEM表征技術(shù)研究了乙醇裂解生長(zhǎng)碳納米管的機(jī)理，并分析催化劑與載體之間作用力以及裂解產(chǎn)生H2對(duì)碳納米管生長(zhǎng)模式的影響。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：Fe-Mo/MgO系列催化劑在800℃下，以Fe-Mo(10 mol％，F(xiàn)e∶Mo=5∶1)/MgO的催化效果最佳。乙醇轉(zhuǎn)化率為91％，氫氣產(chǎn)率高達(dá)95％。裂解產(chǎn)生的碳納米管為單壁碳納米管(SWCNTs)，管徑范圍在0.6-1.

3、2 nm，其產(chǎn)率高達(dá)200％；Fe-Co/MgO系列催化劑，綜合考慮產(chǎn)氫性能和生長(zhǎng)碳納米管的品質(zhì)，比較適合的催化劑為Fe-Co(10 mol％，F(xiàn)e∶Co=9∶1)/MgO。當(dāng)反應(yīng)溫度為800℃時(shí)，乙醇轉(zhuǎn)化率、氫氣產(chǎn)率分別為90％和92％，裂解產(chǎn)生的碳納米管為多壁碳納米管(MWCNTs)，碳納米管的內(nèi)徑為5 nm，外徑18 nm，層數(shù)為20，產(chǎn)率為285.6％；Ni-Mo/MgO系列催化劑，比較合適的催化劑為Ni-Mo(10 mol％，