乙醇水蒸氣重整制氫改性鎳基催化劑研究.pdf

1、目前，乙醇水蒸氣重整制氫是燃料電池氫源技術(shù)中的研究熱點問題之一，研制低溫活性好、氫氣選擇性高以及穩(wěn)定性好的催化劑是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。
　　 本文首先以尿素作為沉淀劑采用沉積-沉降法制備出NiM/γ-Al2O3·(無定形)SiO2(M=La，Co，Cu，Zr和Y)催化劑，研究第二金屬La、Co、Cu、Zr或Y的添加對Ni/γ-Al2O3·(無定形)SiO2催化劑上乙醇水蒸氣重整制氫性能的影響，結(jié)果表明：Cu、Co、La或Y能有效

2、的提高Ni/γ-Al2O3·(無定形)SiO2催化劑的低溫催化性能。從TPR可以看出：添加La、Y或Zr能促使活性金屬組分進入到載體中，通過金屬與載體之間的相互作用形成金屬-鋁酸鹽相(或硅酸鹽相)，有利于活性金屬的分散。從XPS可以看到：La和Co的添加能極大地提高還原后催化劑表面單質(zhì)Ni的含量。XRD顯示：La的加入能有效的降低Ni組分的晶粒尺寸。NH3-TPD顯示催化劑中加入La和Co可以有效的降低催化劑的酸度，反應(yīng)后催化劑的TGA

3、結(jié)果證明：La和Co的加入能有效的減少催化劑表面石墨碳的沉積。NiCo/γAl2O3·(無定形)SiO2和NiLa/γ-Al2O3·(無定形)SiO2催化劑的氫氣選擇性隨著溫度的升高和水醇比的增加而升高，隨著空速的增加而降低。NiLa/γ-Al2O3·(無定形)SiO2催化劑的氫氣選擇性在300℃時達到55.0％，到650℃時達到99.0％。值得注意的是CO的選擇性400℃時只有0.67％。
　　 其次，考察焙燒溫度、金屬含量以

4、及載體對Ni-Cu催化劑性能和結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)650℃下焙燒的催化劑氫氣選擇性最高，活性金屬組分Ni、Cu很均勻的分散在載體中，Cu含量為5％時，催化劑的氫氣選擇性最好。經(jīng)過MgO改性的γ-Al2O3負載的Ni-Cu催化劑，有較高的氫氣選擇性和較低的甲烷選擇性，經(jīng)XRD表征該催化劑中的載體中存在MgAl2O4相能阻止催化劑中的Ni、Cu的聚集長大。
　　 并且考察了Co含量和載體對Ni-Co催化劑性能的影響，結(jié)果表明：Co含量為

5、5％時，催化劑有較好的氫氣選擇性，從催化劑的XRD得出：含5％Co的催化劑NiO和Co3O4的晶粒尺寸較小，分散度較好。經(jīng)活性測試發(fā)現(xiàn)：γ-Al2O3·(無定形)SiO2負載的Ni-Co催化劑的低溫活性較好。
　　 最后對不同載體(γ-Al2O3、SiO2和γ-Al2O3·(無定形)SiO2)負載的Ni-La催化劑進行穩(wěn)定性測試，結(jié)果表明γ-Al2O3·(無定形)SiO2負載的Ni-La催化劑在整個100小時穩(wěn)定性測試的過程中不