22882.鎳基催化劑制備及在甲烷水蒸氣重整反應(yīng)中的應(yīng)用

1、碩士學(xué)位論文鎳基催化劑制備及在甲烷水蒸氣重整反應(yīng)中的應(yīng)用PreparationofNi—basedCatalystsandApplicationinSteamReformingofMethane學(xué)號(hào)：21107069塹童至量I』塾援完成日期：20145大連理工大學(xué)DalianUIliVersityofTecllIlology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要天然氣作為一種高效的優(yōu)質(zhì)清潔能源，在世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占有重要地位。氫氣作為一種清潔能

2、源和資源載體，在化工及煉油行業(yè)發(fā)揮重要作用。甲烷水蒸氣重整制氫是目前工業(yè)上最為成熟、經(jīng)濟(jì)有效的制氫方法之一。催化劑是甲烷水蒸氣重整工藝的關(guān)鍵，貴金屬催化劑具有活性高、抗積炭能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格昂貴，實(shí)際應(yīng)用受到限制。目前國(guó)內(nèi)外的研究側(cè)重于活性高、價(jià)格相對(duì)便宜的鎳基催化劑。該類(lèi)催化劑存在的主要問(wèn)題是高溫下易燒結(jié)、抗積炭和抗硫中毒性能差。本文通過(guò)添加助劑、合成新型復(fù)合載體等方法制備鎳基催化劑，并通過(guò)XRD、H2TPR、N2吸附、TGDTG等

3、方法對(duì)載體和催化劑進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，并將其應(yīng)用于甲烷水蒸氣重整過(guò)程，研究催化劑對(duì)反應(yīng)性能影響。論文工作首先考察了Mo助劑的浸漬順序和浸漬量對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)及反應(yīng)性能的影響。XRD結(jié)果表明，浸漬順序?qū)Υ呋瘎┑慕Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯影響。與先浸漬Mo、后浸漬Ni制得的催化劑相比，先浸漬Ni、后浸漬Mo得到的催化劑活性組分分散度較高，H2TPR結(jié)果說(shuō)明該催化劑容易還原。隨著助劑Mo浸漬量增大，催化初始活性降低，但不同浸漬順序的催化劑初始活性降低幅度不同。當(dāng)Mo

4、的浸漬量05姍％時(shí)，初始活性下降幅度較小，而且兩種浸漬方法制得催化劑表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性。TGDTG結(jié)果表明，助劑Mo的添加具有顯著減少積炭生成的作用。通過(guò)在原料氣中引入H2S進(jìn)行催化劑的抗硫性能測(cè)試結(jié)果顯示，助劑Mo的浸漬順序和添加量不同，催化劑表現(xiàn)出不同的抗硫性能。先浸漬活性組分Ni、后浸漬Mo，Mo含量為02叭％時(shí)，催化劑抗硫中毒性能最好。其次制各了氧化鋁活性炭(AAC)復(fù)合載體，將氧化鋁和活性炭?jī)煞N載體通過(guò)蔗糖捏合，干燥后壓片成型

5、炭化得到。通過(guò)熱重分析確定載體前驅(qū)體的最佳炭化溫度為600℃，XIm結(jié)果說(shuō)明復(fù)合載體前驅(qū)體在炭化過(guò)程中無(wú)新相生成。通過(guò)該方法合成的復(fù)合載體比表面積介于氧化鋁和活性炭之間，吸附等溫線為Ⅳ型，表現(xiàn)出介孔特性。利用炭材料高溫下具有還原性特點(diǎn)，以復(fù)合載體AAC作為載體，通過(guò)浸漬法將硝酸鎳浸漬于載體表面并進(jìn)行高溫預(yù)處理，制得Ni／AAC催化劑。熱重分析確定催化劑前驅(qū)體最佳熱處理溫度為650℃，XRD分析顯示活性組分Ni在復(fù)合載體上分散均勻，Ni／