介孔二氧化硅調(diào)控合成及其在乙醇水蒸氣重整制氫中的應(yīng)用.pdf

1、有序介孔二氧化硅屬于分子篩范疇，因其比表面積高、孔容量大、孔徑可調(diào)、耐熱性好等特點(diǎn)而成為研究的熱點(diǎn)?，F(xiàn)階段對有序介孔二氧化硅的研究主要圍繞著用有機(jī)物擴(kuò)孔、以其為模板劑制備其它納米線或納米絲材料等方面來進(jìn)行。然而，因其形貌、孔道的單一性以及有機(jī)物擴(kuò)孔方法的不環(huán)保性等缺點(diǎn)，在一定程度上限制了其應(yīng)用。
　　本文基于研究現(xiàn)狀的局限性，從有序介孔二氧化硅合成(S0H+X-I+)機(jī)理入手，調(diào)節(jié)合成過程中母液的種類和濃度（H+X-來源），將傳統(tǒng)

2、鹽酸母液換作硝酸、硫酸和磷酸母液，合成出的SBA-15的形貌分別為“麥穗”狀、“銅錢”狀、長程連續(xù)“糖塊”狀和高度分散“糖塊”狀，形貌間差別很大?？紤]到合成過程最為重要的兩個(gè)步驟就是水浴和水熱處理。水浴過程主要是模板劑與硅源間的相互作用合成出初始二氧化硅材料，晶化過程主要是將合成出的初始材料進(jìn)一步晶化，孔壁變薄變堅(jiān)硬。將合成過程的兩個(gè)步驟分別調(diào)控酸度，再結(jié)合母液種類的不同，最終合成出了雙介孔二氧化硅材料。通過以上簡單環(huán)保的方法，在一定條

3、件下就可以制備不同形貌和雙介孔狀的二氧化硅材料。鎳對乙醇水蒸氣重整制氫反應(yīng)有較好的活性，但鎳易燒結(jié)，尤其在通常選擇的酸性或表面積較小的載體中更易燒結(jié)。載體若顯酸性還會(huì)使氣體產(chǎn)物有乙烯，乙烯的存在又會(huì)使氫氣產(chǎn)率降低。本論文中制備的SBA-15，比表面積較大且為中性，比表面積較大就會(huì)使得負(fù)載金屬量較大而不發(fā)生燒結(jié)，是很好的用在該反應(yīng)的催化劑載體。本實(shí)驗(yàn)的另一部分就是以SBA-15為催化劑載體，采用兩種不同的鎳源（硝酸鎳、氨基磺酸鎳）制備催化

4、劑，通過XPS、TEM等手段表征催化劑的物化性能的差異，最終發(fā)現(xiàn)兩種鎳源負(fù)載到載體的位置不同，硝酸鎳主要負(fù)載到催化劑孔道，氨基磺酸鎳主要負(fù)載到載體表面，并且經(jīng)還原后鎳的晶型不同，導(dǎo)致了催化后產(chǎn)物相差很大。通過改變反應(yīng)過程的進(jìn)料量和溫度得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并通過MATLAB程序中的LevenbergMarquardt和lsqcurvefit算法對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，最終得到對催化劑Ni(1)7.5SBA在550℃左右反應(yīng)活化能為25.345KJ·