乙醇催化裂解協(xié)同制備多壁碳納米管和氫氣的研究.pdf

1、裂解產(chǎn)氫和生長碳納米管分別是乙醇利用的兩條有效途徑。針對這兩條途徑，本文提出了乙醇催化裂解產(chǎn)氫并協(xié)同生長碳納米管的思路，并選擇以水熱法制備的Fe/Al2O3、Co/Al2O3、Ni/Al2O3系列催化劑進(jìn)行乙醇裂解反應(yīng)研究。借助GC、BET、EDS、XRD、SEM-BEI和TEM表征技術(shù)，主要考察催化劑組分、擔(dān)載量以及反應(yīng)溫度對乙醇裂解產(chǎn)氫性能和生長碳納米管品質(zhì)的影響，同時通過TEM表征技術(shù)研究乙醇裂解生長碳納米管的機(jī)理，著重分析了氫氣

2、對碳納米管生長模式的影響，并通過熱力學(xué)分析對乙醇在500～800℃下裂解反應(yīng)的路徑進(jìn)行了初步研究。 實驗結(jié)果表明，綜合考慮產(chǎn)氫和生長碳納米管，最佳溫度為600℃，比較適合的催化劑為Co(10％(mol))/Al2O3，Co(20％(mol))/Al2O3，F(xiàn)e(40％(mol))/Al2O3，Co(50％(mol))/Al2O3，50 min內(nèi)氫氣總產(chǎn)量可分別達(dá)到6894，7545，8226，8545 μmol。 借助T

3、EM表征技術(shù)，推測碳納米管在Co催化劑上采用底部生長模式，在Ni催化劑上采用頂部生長模式，在Fe催化劑上先采取底部生長而后又采取頂部生長模式；根據(jù)在碳納米管的生長過程中有H2存在于反應(yīng)體系中這一事實，推測加氫反應(yīng)的發(fā)生導(dǎo)致了部分開口碳納米管的形成。 根據(jù)在乙醇裂解過程中出現(xiàn)的H2和CO的量隨溫度的升高而升高，而CO2和CH4的量隨溫度的升高而降低這一變化趨勢，在分析了不同溫度下乙醇裂解反應(yīng)的相關(guān)熱力學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)上，初步研究并得出