Ni基催化劑在丙三醇水蒸汽重整制氫中的研究.pdf

1、近年來(lái)氫氣質(zhì)子膜燃料電池技術(shù)的發(fā)展受到人們的關(guān)注，然而氫的制備存儲(chǔ)技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于燃料電池的技術(shù)要求，因此制氫技術(shù)的研究具有重要意義。本課題組在前期進(jìn)行了負(fù)載鎳催化劑在丙三醇蒸汽重整制氫的作用研究，發(fā)現(xiàn)Ni/La2O3催化劑具有很好的丙三醇轉(zhuǎn)化率與水汽轉(zhuǎn)換反應(yīng)催化活性，但由于其對(duì)甲烷化反應(yīng)的較高選擇性而降低了產(chǎn)物中的氫氣含量，影響了制氫效率。本文針對(duì)如何抑制甲烷化反應(yīng)和提高氫氣選擇性對(duì)Ni/La2O3催化劑進(jìn)行了系統(tǒng)改性研究。
　　

2、首先，考察了Mg、Al、Cu、Ca、K、Na幾種金屬助劑改性的Ni/La2O3催化劑在丙三醇蒸汽重整制氫中的催化活性，發(fā)現(xiàn)在相同條件下改性催化劑中以氫氧化物形式存在的Na、K、Ca為助劑改性催化劑的催化性能要明顯優(yōu)于以氧化物形式存在的Mg、Al、Cu改性的催化劑，而且呈現(xiàn)出堿性越強(qiáng)改性效果越好的趨勢(shì)。Na和K助劑的添加對(duì)丙三醇蒸汽重整制氫反應(yīng)中的甲烷化反應(yīng)有較好的抑制作用，所得催化劑Ni-Na/La2O3和Ni-K/La2O3也呈現(xiàn)出很

3、高的氫氣選擇性。Ni-Na/La2O3催化劑的催化性能略?xún)?yōu)于Ni-K/La2O3催化劑。助劑添加量對(duì)催化劑性能的影響也有較大的影響，隨著添加量的增加催化劑抑制甲烷化的能力先是增強(qiáng)，后下降，Ni-Na/La2O3和Ni-K/La2O3最佳助劑添加量分別為活性3.75wt.％和6.25wt.%，此時(shí)，催化劑的氫氣選擇性較高，甲烷的選擇性接近于零。
　　其次，對(duì)助劑添加量為3.75wt.%的Ni-Na/La2O3催化劑進(jìn)行了最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件

4、的探索，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)600℃焙燒和60-80目篩分的Ni-Na/La2O3催化劑在450℃，5g催化劑，20wt.%丙三醇水溶液的反應(yīng)條件下，丙三醇蒸汽重整制氫有最好的反應(yīng)活性，氫氣選擇性可達(dá)99.21%，產(chǎn)物中CH4含量幾乎為0，產(chǎn)物中CO含量極低，并且催化劑具有較好的穩(wěn)定性。
　　最后，在用XRD、H2-TPR、BET等分析測(cè)試手段對(duì)催化劑進(jìn)行微觀分析基礎(chǔ)上，對(duì)丙三醇蒸汽重整制氫反應(yīng)中的催化活性改進(jìn)和甲烷化反應(yīng)抑制機(jī)理進(jìn)行了探索，