Ni-Fe/Al_2O_3催化剂催化乙醇水蒸气重整制氢研究

利用浸渍法制备了不同组成的Ni-Fe/Al2O3催化剂,对催化剂进行了X射线衍射(XRD)表征。以乙醇水蒸气重整(SRE)反应为探针,采用固定床反应器考察了催化剂组成、反应温度对活性和选择性的影响。实验结果表明,Ni-Fe/Al2O3较Ni,Fe单独担载的Ni/Al2O3,Fe/Al2O3选择性高,低温活性好,Ni是主要活性组分,Ni,Fe配比影响活性和选择性,其中Ni10Fe5性能最佳。400℃时,乙醇转化率可达100%,H2,CO和CO2选择性分别55.4%,0.86%和82.18%;450℃时,乙醇转化率为100%,H2,CO和CO2选择性分别67.18%,4.30%和91.01%,且反应温度影响SRE反应系统中各相关反应在系统中的权重。     

乙醇水蒸气重整制氢双金属催化剂Ni-Co/La_2O_2CO_3的研究

以La2O2CO3作为载体,采用浸渍法制备了负载型Ni-Co/La2O2CO3双金属催化剂,通过XRD检测金属及载体的晶相,采用自制的升温系统研究催化剂的综合性能。结果表明,催化乙醇水蒸气重整制氢反应中,Ni比Co断裂C—C键的能力强,而Co能提高H2的选择性,Ni-Co质量比为3∶1的双金属催化剂,在400℃时,乙醇转化率可达100%,在500℃时,CO的选择性低至0.28%,而H2的选择性则达到94.11%。与单一金属负载的催化剂相比,Ni-Co双金属催化剂的综合催化性能得到了较好的改善。     

Ni-Cu/Al_2O_3·SiO_2催化剂上乙醇水蒸气重整制氢———燃料电池氢源技术

本文研究了Cu的含量对Ni-Cu/Al2O3.SiO2催化剂上乙醇水蒸气重整制氢性能的影响。活性测试表明：Cu含量为5%时,催化剂的性能最好,400℃时的氢气选择性为61.2%,600℃时的氢气选择性达到92.0%。TPR显示：随着Cu含量的增加,载体与NiO之间的相互作用变弱。XRD得出：含5%Cu的催化剂中Cu组分的分散度好,有助于提高催化剂的性能。     

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.     

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。     

MgO复合载体负载Ni催化乙醇水蒸气重整制氢

将稀土化合物CeO_2和La_2O_2CO_3分别与MgO载体复合负载Ni,制备Ni/MgO-La_2O_2CO_3(NML)和Ni/MgO-CeO_2(NMC)催化剂,用于催化乙醇水蒸气重整制氢。通过XRD研究负载催化的晶相,程序升温还原(TPR)对催化剂的综合性能进行分析。结果表明:稀土化合物复合的NMC,NML能明显提高Ni/MgO(NM)的低温乙醇转化率,350℃时,NM的乙醇转化率为78.3%,而此时NML,NMC的乙醇转化率却已接近100%,400—500℃范围内,NMC和NML明显提高了NM的H_2选择性,CO_2选择性也有所提高,同时降低了NM的CO,CH_4选择性,其中NMC的H_2选择性高于NML,而CO_2,CO,CH_4选择性却均低于NML,综合考虑乙醇转化率,NMC和NML能明显提高NM的综合催化性能,其中MgO-CeO_2复合载体负载Ni(NMC)对乙醇重整制氢的催化效果最好。     

Cu-Ni/Al_20_3-SiO_2催化剂上乙醇水蒸气重整制氢

采用共沉淀法、热分解和氢还原等步骤制备了纳米晶载体催化剂Cu-Ni/Al203-SiO2,应用X射线衍射、x射线光电子能谱、扫描电镜对催化剂的体相和表面结构进行了测定,采用固定床反应器考察了催化剂对乙醇水蒸气重整制氢反应的催化性能。实验结果表明,5%Cu-Ni/Al203-SiO2催化剂对乙醇的低温水蒸气重整反应表现出较高的催化活性,350℃时乙醇的转化率已达到100%。在650℃时氢气的选择性可达78.5%。增加铜含量对增加催化剂的活性没有帮助。     

低镍/ZnO-TiO2催化剂的乙醇水蒸气重整制氢

为考察低镍负载量对乙醇水蒸气重整制氢催化剂性能的影响,利用沉积-沉淀法(DP)制备了镍负载最质量分率为0.5%～5.0%的Ni/ZnO-TiO2催化剂,并在内径14 mm的固定床管式反应器中对低镍催化剂进行了性能评价.结果表明,低镍/ZnO-TiO2催化剂具有较好的乙醇水蒸气重整制氢性能.在水醇物质的量比为13:1及反...     

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。     

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。     

丙三醇水蒸气重整制氢M/Al2O3催化剂

以Al2O3为载体,采用浸渍法制备了Cu、Co、Ni、Pt/Al2O3四种单一组分催化剂(M/Al2O3)。研究了M/Al2O3催化剂对丙三醇水蒸气重整制氢反应的适用性及反应行为;考察了制备条件及还原条件,通过活性、稳定性及抗积炭性进行了催化剂的活性评价,并对催化剂进行了TPR、XRD表征。研究发现M/Al2O3催化剂用于丙三醇水蒸气重整制氢均表现出一定活性;其中Cu/Al2O3催化剂具有一定的抗积炭性;Pt/Al2O3催化剂表现出较好的抗积炭性、高温活性,但稳定性较差;Co/Al2O3催化剂表现出较好的稳定性;Ni/Al2O3催化剂表现出较好的低温活性。     

负载型金属催化剂在乙醇水蒸气重整制氢中的应用

系统地阐述了近年来对乙醇水蒸气重整制氢催化剂的研究进展;对影响催化剂性能的因素及对策进行了分析与讨论;展望了乙醇水蒸气制氢催化剂的研究方向.     

发泡镍负载CuO/ZnO/Al2O3对甲醇水蒸汽重整的催化作用

以三维网状多孔发泡镍为载体，制备了负载CuO/ZnO/Al₂O₃的催化剂，研究了催化剂对甲醇水蒸汽重整制氢气的催化作用，考察了催化剂的制备方法、重整反应温度、催化反应器液体空速对催化反应以及催化剂稳定性的影响。结果表明，通过预先在发泡镍上包覆一层Al₂O₃，能够提高催化剂负载的均匀性，所制备的催化剂具有很好的低温初活性和选择性。在反应温度为220 ℃，液体空速为7.2 h^-1的条件下，甲醇初始转化率为98.36%，CO₂选择性为98.4%，产品气中CO摩尔分数为0.41%。通过40 h的连续实验，甲醇转化率始终维持在80%以上，产品气中CO摩尔分数保持在0.5%，CO2的选择性维持在98%。     

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。     

Enhanced oxygen mobility and reactivity for ethanol steam reforming

This article describes a strategy for increasing oxygen storage capacity (OSC) of ethanol steam reforming (ESR) catalysts. Sintering and carbon deposition are major defects of nickel‐based catalysts for ESR; tuning oxygen mobility (OM) of CeO₂‐based supports can overcome these drawbacks and promote H₂ production. We have successfully increased OSC and OM by adding Mg into the lattice of Ni/CeO₂ to promote H₂ production in ESR. The insertion of Mg into the CeO₂ lattice efficiently promotes the reduction of Ce⁴⁺ according to X‐ray powder diffraction (XRD) and temperature‐programmed reduction (TPR) analysis. Mg‐modified Ni/CeO₂ catalysts have larger OSC and smaller nickel crystallite size compared with bare Ni/CeO₂. The optimal Mg addition is 7 mol % (Ni/7MgCe) with the best OM. We also present evidence indicating that Mg addition significantly promotes ethanol conversion and H₂ production in ESR, and that Ni/7MgCe yields the best performance due to the high OM of the support. These Mg‐modified catalysts also produce less carbon deposition compared with Ni/CeO₂, and the amount of deposited carbon decreases with increasing Mg addition. Ni/7MgCe has the best resistance to carbon deposition owing to the excellent OM. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012