Ni-M-Al-,2-O-,3--SiO-,2-乙醇水蒸氣催化重整制氫.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。 為了提高Ni/Al2O3-SiO2催化劑的性能，本實驗在Ni基催化劑中添加第二種金屬來改進(jìn)催化劑的結(jié)構(gòu)和催化性能。反應(yīng)條件如下：水醇比為4:1，空速為LSHV=8mlg-1h-1，反應(yīng)溫度為350℃-650℃；在催化劑中摻雜Cu、Co、La、Y和Zr五種金屬制成Ni-M/Al2O3-SiO2(M

2、=Co，Cu，La，Y和Zr)催化劑，發(fā)現(xiàn)Cu、Co、La和Y對Ni/Al2O3·SiO2催化劑催化乙醇水蒸氣重整制氫反應(yīng)有顯著的促進(jìn)作用，尤其是30Ni5Co催化劑顯示出最高的氫氣選擇性，30Ni5Co催化劑相對于30Ni催化劑而言有較低的CO選擇性。 通過TPR分析說明在Al2O3載體中加入Si能夠降低Ni與載體Al2O3之間的相互作用。在30Ni催化劑中加入Cu和Co可以使催化劑易于還原，30Ni5La催化劑中Ni主要是以

3、高度分散的非化學(xué)計量比的無定形鎳-鋁酸鹽尖晶石形式存在。通過XPS分析Co氧化物被徹底還原為單質(zhì)Co，30Ni5Cu催化劑中的Cu氧化物(以CuO和/或CuAl2O4和/或CuSiO3形式存在)被還原為金屬Cu0和/或Cu+，還原后30Ni5Y和30Ni5Zr催化劑中仍舊包含Y3+和Zr4+。通過XRD分析說明在載體Al2O3中加入Si可以減弱載體Al2O3與金屬離子之間的相互作用，降低催化劑的還原溫度，30Ni5Co催化劑是進(jìn)行原位還

4、原。同時對于30Ni5La催化劑而言，NiO的晶粒尺寸大大小于30Ni和30Ni5Co催化劑的晶粒尺寸，這說明La能促進(jìn)Ni更好分散于載體中。NH3的TPD分析當(dāng)催化劑中加入Co之后，催化劑的酸性強(qiáng)度下降了20％。 對30Ni5La/Al2O3·SiO2增加水乙醇的摩爾比從3到12，可提高氫氣選擇性，降低甲烷選擇性，當(dāng)摩爾比超過5時，沒有CO生成?？账購?.0 mlh-1g-1增加到14.0 mlh-1g-1，氫氣的選擇性逐漸降