镧对镍基催化剂催化生物油模型物重整制氢的影响

以镍基催化剂为主体,镧为助剂,采用浸渍法制备负载型镍基催化剂,并用于固定床生物油模型物(乙醇)水蒸气重整制氢工艺。考察了La2O3的负载量、催化剂质量、反应温度以及催化剂重整反应时间对重整反应制氢的影响。实验结果表明,获得最高氢气产率的较优工艺条件为:La2O3的负载量为6%,催化剂质量为75 g,反应温度为700℃;镧助剂提高了镍基催化剂的稳定性。     

Ni/ZnO-ZrO2催化低温乙醇水蒸气重整制氢

以草酸钠为共沉淀剂,采用共沉淀法制备了以ZnO-ZrO2为载体的镍基乙醇水蒸气重整制氢催化剂(Ni/ZnO-ZrO2)。考察了不同锌锆摩尔比的ZnO-ZrO2负载的镍基催化剂在300～450℃催化乙醇水蒸气重整制氢的反应性能。用TPR、TPO、XRD对催化剂试样进行了表征。结果表明,当n(Zn)∶n(Zr)=1∶1,Ni负载质量分数10%时,催化剂中有镍锌复合氧化物生成,350℃时乙醇转化率达100%,450℃氢气选择性接近90%;TPO结果表明,ZnO-ZrO2复合载体可以降低催化剂上的积炭量。     

甲烷水蒸汽重整反应制氢催化剂的研究进展

介绍了包括镍基和贵金属基甲烷水蒸汽重整反应制氢催化剂的最新研究进展。分析了催化剂的活性组分、载体和助剂对催化剂的活性和稳定性的影响。最后,对甲烷水蒸汽重整反应制氢催化剂未来的研究方向进行了展望。     

Co/La2O3催化乙醇水蒸汽重整制氢反应的研究

采用浸渍、热分解、氢还原等步骤制备了一系列Co/La2O3,催化剂,并将其应用于乙醇水蒸汽重整制氢反应.采用固定床反应考察了温度和水醇比对催化剂性能的影响.用N2吸附、XRD、TPR等手段对催化剂进行了表征.结果表明:5%Co/La2O3,催化剂对乙醇水蒸汽重整制氢反应表现出最高的活性.在500℃、水醇比为3:1时,乙醇的转化率达可到64.8%,H2的产率和选择性分别为1.0 mol/mol和86.1%.另外,在反应温度低于450℃时,H2的选择性可达90%以上.     

Co/ZrO2催化乙醇水蒸汽重整制氢反应的研究

采用浸渍-热分解-氢还原法制备Co/ZrO2催化剂,并用XRD、BET比表面、TPR、差热-热重等测试分析手段对该催化剂进行表征。采用固定床反应器考察了催化剂对乙醇水蒸汽重整制氢反应的催化性能。结果表明:700℃焙烧的ZrO2以单斜和四方相形式共存,负载Co后观察不到有四方相。3%Co/ZrO2催化剂对乙醇水蒸汽重整制氢反应表现出较高的活性。在500℃、水醇比为3∶1时,乙醇的转化率达到76.6%,H2的产率和选择性为0.57mol/mol和81.8%。反应温度升高,提高了乙醇的转化率和H2产率,同时也促进了催化剂表面的积炭。     

稀土掺杂Ni基催化剂的制备与性能研究

以NH_4HCO_3为沉淀剂,共沉淀法制备稀土掺杂二氧化锆载体,浸渍法负载镍,分别制备了5种稀土掺杂的镍基催化剂Ni/RZrO_x,R=Tb,Er,Dy,Y,Pr;稀土元素与锆元素物质的量比R∶Zr=1∶4,活性组分Ni的质量分数10%。采用XRD、H_2-TPR及TPO表征催化剂的晶体结构和氧化还原性质,用微型固定床反应器考察了催化剂在甲烷水蒸气重整制氢反应中的活性和选择性。结果表明,5个掺杂稀土的镍基催化剂在甲烷水蒸气重整制氢反应中有良好活性和选择性;掺杂镨的催化剂的催化性能最好,650℃时,氢气的摩尔百分比达78.4%,CH4转化率达94%。     

稀土掺杂Ni基催化剂的制备与性能研究

以NH_4HCO_3为沉淀剂,共沉淀法制备稀土掺杂二氧化锆载体,浸渍法负载镍,分别制备了5种稀土掺杂的镍基催化剂Ni/RZrO_x,R=Tb,Er,Dy,Y,Pr;稀土元素与锆元素物质的量比R∶Zr=1∶4,活性组分Ni的质量分数10%。采用XRD、H_2-TPR及TPO表征催化剂的晶体结构和氧化还原性质,用微型固定床反应器考察了催化剂在甲烷水蒸气重整制氢反应中的活性和选择性。结果表明,5个掺杂稀土的镍基催化剂在甲烷水蒸气重整制氢反应中有良好活性和选择性;掺杂镨的催化剂的催化性能最好,650℃时,氢气的摩尔百分比达78.4%,CH4转化率达94%。     

乙醇重整制氢技术的实验研究

使用性能较优的10Co18La/Al2O3催化剂进行乙醇重整制氢反应,研究不同反应温度、反应空速的影响,结合反应机理进行探讨。结果表明：反应温度升高时,反应速率加快,乙醇转化率上升,氢气的选择性减小。反应空速增加时,反应速率加快,乙醇转化率下降,氢气的选择性增大。反应温度为500℃、反应空速为40 mL/（h.gcat.）时为最佳条件。     

Ni-Cu/蒙脱土乙醇水蒸气重整制氢催化剂性能研究

生物乙醇重整制氢是一种具有良好应用前景的制氢技术,是当前低碳能源领域的研究热点.本文采用离子交换法制备了Ni-Cu/蒙脱土双金属催化剂,并将其应用于乙醇水蒸气重整制氢.采用X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、H2-程序升温还原(H2-TPR)和透射电子显微镜(TEM)等表征手段对催化剂的物相结构、织构性质、还原性能、微观形貌等进行了研究.结果表明:Ni、Cu均为乙醇水蒸气重整制氢的活性组分,铜的加入可以减少镍颗粒的尺寸、优化镍组分的分布状态.此外,Ni-Cu双金属催化剂的双功能特性使其优于单一金属催化剂.Ni-Cu/蒙脱土在焙烧温度500℃、水醇比为8∶1、空速为80000 mL/gcat·h,反应进行10 h后,仍保持72.09％的氢气的选择性,说明Ni-Cu/蒙脱土双金属催化剂在乙醇水蒸气重整制氢中具有良好的催化活性和稳定性.     

乙醇蒸汽重整Pd/γ-Al2O3催化剂制氢

通过对不同Pd负载量、温度以及寿命的考察,评价了负载型Pd/γ-Al2O3催化剂在乙醇蒸汽重整制氢的催化反应中的性能。试验表明较高的Pd负载量或者较高的反应温度可以获得理想的氢气选择性。在650℃反应温度下,对含Pd为5%(质量分数)的Pd/Al2O3催化剂进行考察获得了最高的氢气选择性136%。而且在反应温度为750℃条件下,含Pd为1%(质量分数)的Pd/Al2O3催化剂对氢气的选择性可以达到110%。通过NH3-TPD,TGA分析手段对催化剂进行表征分析。     

Ni与Co催化乙醇制氢研究进展

乙醇制氢具有环保、清洁、可持续等优点,其关键在于选择合适的催化剂。相较于贵金属催化剂而言,Ni与Co基催化剂因其具有成本低且活性高的优点,近年来在乙醇催化制氢中逐渐成为研究热点。然而Ni与Co基催化剂在催化乙醇水蒸气重整制氢的过程中仍存在着稳定性较差、低温催化活性低和使用寿命较短等问题。本文介绍了乙醇制氢的机理,围绕载体的类型及催化剂活性纳米颗粒的合金化改性,综述了近年来Ni与Co基催化剂催化乙醇水蒸气重整制氢的研究现状,总结了提高催化剂性能的方法及措施,并展望了Ni与Co基催化剂未来的发展方向,为颗粒尺寸小且低温催化活性高、稳定性好的Ni与Co基催化剂的制备提供思路。     

乙醇水蒸气重整制氢反应机理的研究进展

总结了乙醇水蒸气重整反应研究中给出的有关反应中间体存在的实验证据,就文献中有关机理的讨论作了较为详细的介绍,综述了乙醇水蒸气重整制氢过程中可能存在的反应路径。指出催化剂的组成、晶格结构、表面酸碱性、氧化还原性等因素对催化反应机理有显著影响,原料水醇比、温度、压力等反应工艺条件也会影响反应产物的选择性和平衡浓度。指出量化计算催化剂表面性质和晶格结构参数,深入研究催化反应机理,是乙醇水蒸气重整制氢的研究趋势。     

Preparation of Hydrogen through Catalytic Steam Reforming of Bio-oil

Hydrogen was prepared via catalytic steam reforming of bio-oil which was obtained from fast pyrolysis of biomass in a fluidized bed reactor. Influential factors including temperature, weight hourly space velocity (WHSV) of bio-oil, mass ratio of steam to bio-oil (S/B) as well as catalyst type on hydrogen selectivity and other desirable gas products were investigated. Based on hydrogen in stoichiometric potential and carbon balance in gaseous phase and feed, hydrogen yield and carbon selectivity were examined. The experimental results show that higher temperature favors the hydrogen selectivity by H2 mole fraction in gaseous products stream and it plays an important role in hydrogen yield and carbon selectivity. Higher hydrogen selectivity and yield, and carbon selectivity were obtained at lower bio-oil WHSV. In catalytic steam reforming system a maximum steam concentration value exists, at which hydrogen selectivity and yield, and carbon selectivity keep constant. Through experiments, preferential operation conditions were obtained as follows: temperature 800~850℃, bio-oil WHSV below 3.0 h-1, and mass ratio of steam to bio-oil 10~12. The performance tests indicate that Ni-based catalysts are optional, especially Ni/a-Al2O3 effective in the steam reforming process.     

乙醇催化重整产氢催化剂及催化反应机制

以乙醇为原料催化乙醇重整反应产氢由于具有效率高、毒性低以及乙醇可持续性生产等优点，被认为是一种极具工业化应用前景的制氢方法，但现存的乙醇重整反应催化剂存在催化效率和产氢选择性低、稳定性差等缺点，阻碍了乙醇重整制氢技术的广泛应用。本文主要综述了乙醇重整制氢金属催化剂的研究进展，着重阐述了金属元素种类、催化剂载体、反应温度和原料水醇比等对乙醇转化率和产物选择性的影响，归纳分析了乙醇重整过程中催化剂稳定性的影响因素和提高催化剂稳定性的方法和措施，并对乙醇重整制氢反应机制的研究工作进行了总结。基于乙醇重整产氢催化剂的研究现状，提出开发高效稳定催化剂的关键在于系统研究催化乙醇重整反应机制以及催化反应过程中催化剂与载体的协同效应对催化剂性能的影响。     

甲醇水蒸气重整制氢研究进展

氢气需求的持续增长,带动制氢技术的不断进步。煤制氢技术投资较高,天然气制氢原料来源受到限制,电解水制氢成本较高。甲醇制氢投资适中,适合各种规模的制氢装置,铜基催化剂反应温度低,低温活性和氢气选择性好,价格低廉,因而甲醇制氢技术得到广泛应用。催化剂载体和助剂的改进研究,对工业催化剂的改进具有重要的指导意义。综述甲醇水蒸气重整制氢工艺、反应机理和催化剂,介绍了催化剂载体和助剂等方面的研究进展情况。     

吸附强化乙醇水重整制氢的工艺条件

采用吸附强化技术强化了乙醇水重整制氢过程。考察了温度、水醇比、液空速对无强化乙醇水重整制氢反应特性的影响,在此基础上研究了吸附强化乙醇水重整制氢反应特性。通过响应面法确定了吸附强化乙醇水重整制氢最优工艺条件为温度422～444 ℃、水醇比10.2～10.8、液空速0.13 h?1,在此条件下的氢产率为3.2 mol/mol,同比提高了51.7%,氢含量为88.91%,同比提高了22.9%,反应温度降低了178 ℃,降低了能耗,控制了CO2排放。     

Ni-Co/Al_2O_3催化乙醇水蒸气重整制氢性能研究

利用浸渍法制备Ni-Co/Al2O3催化剂,考察催化剂组成、反应温度、水醇比、液体空速对乙醇水蒸气重整反应的影响。结果表明,Ni-Co/Al2O3催化剂中Co含量的增加会提高氢气和一氧化碳的选择性,降低甲烷和二氧化碳的选择性,催化剂Ni7.5Co7.5催化性能最佳,450℃时乙醇转化率达到100%,氢气选择性为79.78%,二氧化碳选择性为91.89%。反应温度会影响乙醇水蒸气重整制氢反应中相关反应的权重和产物的分布。加大水醇比降低一氧化碳选择性,提高二氧化碳选择性;提高液体空速,加大一氧化碳选择性。Ni-Co/Al2O3催化剂反应前后发生明显的物相重构,Co3O4被还原成Co,Co与Ni共同起活性作用,Co3O4作为催化剂前体在乙醇水蒸气重整中显示出良好的活性。     

Synthesis gas production by steam reforming of ethanol

A two-layer fixed-bed catalytic reactor for syngas production by steam reforming of ethanol has been proposed. In the reactor, ethanol is first converted to a mixture of methane, carbon oxides and hydrogen over a Pd-based catalyst and then this mixture is converted to syngas over a Ni-based catalyst for methane steam reforming. It has been shown that the use of the two-layer fixed-bed reactor prevents coke formation and provides the syngas yield closed to equilibrium.     

Au/La2O3/TiO2催化甲醇水蒸汽重整制氢

用沉积-沉淀法制备了Au/La2O3/TiO2催化剂,考察了制备条件和反应条件对催化剂活性的影响,并利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段对催化剂进行了表征. 结果表明La2O3的加入可使催化剂催化甲醇水重整的催化活性明显提高,且明显降低产物气体中CO和CH4的含量,使氢气选择性明显增加. 当nH2O/nCH3OH=1.0、液体进料空速WHSV=3.42 h-1、反应温度为275℃时,Au/La2O3/TiO2催化剂催化甲醇水蒸汽重整制氢反应的效果最佳.