La2O3改进Ni/γ-Al2O3催化剂上沼气重整制氢

为了寻求制备氢气的可再生资源及减少沼气的排放量,用浸渍法制备了不同La2O3含量的Ni/La2O3/γ Al2O3催化剂,用CH4/CO2体积比为1的混合气体模拟沼气,考察了还原温度、反应温度、空速等操作条件对该催化剂上沼气重整制氢性能的影响.并运用H2-TPR、TEM、TG-DSC等对催化剂进行了表征.结果表明:La2O3含量为6%的催化剂具有较好的综合性能;载体中掺杂适量La2O3能增加金属Ni的分散性,提高催化剂的可还原性及载体对CO2的吸附能力,从而改善了催化剂的活性及抗积炭性,使催化剂具有较好的稳定性.在100h的稳定性实验中,CH4及CO2转化率、H2及CO的选择性、H2/CO比平均值分别约为87.4%、88.8%、87.3%、93.8%及0.92.催化剂表面积炭速率非常低,仅为0.7279mg/(gcat·h).     

甲烷干重整研究进展

甲烷干重整既可以天然气为原料,更适合以富含甲烷和二氧化碳的沼气为原料制富一氧化碳合成气或氢气,具有环境保护与资源利用的双重效益,受到国内外学者越来越多的关注。介绍了国内外学者近年来对甲烷干重整催化剂活性组分、载体、助剂、制备方法、操作参数、反应机理及积炭等方面开展的研究工作及新的等离子体干重整技术研究取得的进展。     

Ni-Co双金属催化剂上沼气重整制氢焙烧温度的影响

在前期研制出的Ni-Co/La2O3-Al2O3双金属催化剂上考察了焙烧温度对该催化剂结构与沼气重整制氢性能的影响。在常压、800℃的条件下,用V(CH4)/V(CO2)=1的混合气模拟沼气,对不同温度焙烧的催化剂进行了活性测试。采用X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、BET比表面积与孔结构分析(BET)、透射电镜(TEM)、热重-差示扫描量热(TG-DSC)等手段对催化剂进行了表征。结果表明,催化剂的比表面积和孔结构与焙烧温度关系密切,且随着焙烧温度的升高,金属与载体的相互作用增强,催化活性得以改善。750℃焙烧的催化剂具有较优的孔结构特征、较小的金属颗粒、较好的还原性能、活性及抗积碳性能。     

La_2O_3对Ni/α-Al_2O_3催化剂结构及沼气重整制氢性能的影响

用浸渍法制备了不同La2O3含量的Ni/La2O3-α-Al2O3催化剂,考察了La2O3含量对沼气重整制氢Ni/α-Al2O3催化剂结构和性能的影响。反应在固定床反应器中进行,以V(CH4)/V(CO2)=1的混合气体模拟沼气。并运用XRD、H2-TPR、BET、TEM及TG-DSC对催化剂进行了表征。结果表明,La2O3的添加能增强金属Ni与载体之间的相互作用,并能抑制金属Ni颗粒在高温下的团聚和烧结。随着La2O3含量的升高,金属Ni的分散度和催化剂的还原性能更好。La2O3对Ni/α-Al2O3催化剂重整活性的影响取决于La2O3的添加量。催化剂w(La2O3)为6%时活性较好,掺杂过量的La2O3反而使催化剂活性下降。在100h的稳定性实验中,10Ni/6La2O3-α-Al2O3催化剂上甲烷和二氧化碳转化率保持较稳定,100h后分别只下降了2%和7%。     

氢燃料气中CO和CO2对PEMFC性能的影响

采用耐受性曲线、极化曲线及循环伏安等电化学测试手段,分别考察了氢燃料气中含有0.2×10-6、0.4×10-6、0.7×10-6、1.0×10-6、5.0×10-6(体积比)CO或0.2%、3%、10%、20%CO2时,质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能的变化情况。研究结果表明,CO的存在会导致电池电压下降,并最终稳定在某值,通过分析电压下降程度与CO浓度的关系,认为使用含CO浓度≤0.4×10-6的氢燃料气运行PEMFC时,电压下降不超过10%,且能保持稳定运行。采用循环伏安法等手段研究了CO2对电池性能的影响机理,认为CO2的存在导致局部H2供应不足,电池出现反极和碳蚀现象,使Pt/C催化剂中C载体含量减少,故在中止通入CO2后电池性能不可恢复至初始水平。