納米Ni-ZrO-,2-催化劑上甲烷水蒸汽重整反應(yīng)的研究.pdf

1、近年來,利用甲烷水蒸汽重整制氫用于燃料電池,成為新的研究熱點(diǎn).甲烷水蒸汽重整是一強(qiáng)吸熱過程,通常在高溫(>800℃)條件下進(jìn)行,并且為了防止催化劑上積炭,需要采用高水碳比操作,該工藝過程能耗高、投資大.尋找合適載體,開發(fā)研制在低水碳比條件下高活性和穩(wěn)定性的甲烷水蒸汽重整催化劑具有一定的實(shí)際意義.納米顆粒由于尺寸小,比表面大在催化領(lǐng)域表現(xiàn)出優(yōu)異的特性.ZrO<,2>與Al<,2>O<,3>一樣同時(shí)具有酸堿性和氧化還原性,但其耐熱性能遠(yuǎn)優(yōu)于

2、于Al<,2>O<,3>.納米Ni/ZrO<,2>催化劑在CO<,2>重整甲烷制合成氣反應(yīng)中表現(xiàn)出較好的抗積炭能力.該文系統(tǒng)地研究了納米Ni/ZrO<,2>催化劑在甲烷水蒸氣重整反應(yīng)中的反應(yīng)性能,考察了制備條件及反應(yīng)條件對催化劑性能的影響.研究表明,Ni/ZrO<,2>催化劑對甲烷水蒸汽重整制合成氣具有很高的活性和CO選擇性.在反應(yīng)溫度650℃、H<,2>O:CH<,4>:N<,2>=2:1:2.67、空速1.984×10<'4>h<'

3、-1>的條件下,10wt﹪ Ni/ZrO<,2>催化劑進(jìn)行甲烷水蒸汽重整,CH<,4>轉(zhuǎn)化率為85﹪,CO選擇性70﹪(CO收率約60﹪);在同樣的還原條件和同樣的反應(yīng)條件下以工業(yè)催化劑CN-32進(jìn)行CH<,4>水蒸汽重整,CH<,4>轉(zhuǎn)化率為78﹪、CO選擇性65﹪(CO收率51﹪).在低水碳比H<,2>O:CH<,4>:N<,2>=1.5:1:1.75和4.87×10<'4>h<'-1>空速的條件下進(jìn)行30h的穩(wěn)定性考察表明,Ni/