Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂上二甲醚水蒸气重整制氢

采用草酸盐胶态共沉淀-机械混合法制备了一系列Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂,考察了CuMn摩尔比及助剂La、Al、Fe、Zn等对Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂上二甲醚水蒸气重整制氢的催化性能的影响,并结合热重-差热扫描量热分析(TG-DSC)、N2吸附-脱附(BET)、X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)等表征手段研究了助剂La的添加对Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂微观结构的影响.研究表明:当Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂中Cu/Mn摩尔比为1/2时,催化剂具有较高的初始活性;添加La、Al、Fe、Zn等助剂均不同程度地提高了Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂的稳定性,其提高顺序为:La>Al>Fe>Zn;适量La的添加可以起到隔离和分散铜的作用,能阻碍活性组分的聚集长大,有助于活性组分细化,并增加表面高分散CuO的量,同时增强Cu-Mn以及金属铜和载体之间的相互作用,防止铜的团聚,从而提高催化剂的活性及稳定性.     

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).     

Cu/ZnO/Al2O3催化剂涂层工艺参数的优化

针对甲醇水蒸汽重整制氢反应，研制了一种新型的适用于微槽道反应器的Cu/ZnO/Al2O3催化剂涂层。通过对其关键制备参数的优化，筛选出COAT-14-6（CuO 14wt．％，ZnO6wt．％）为性能最佳的催化剂涂层。研究发现Cu，ZnO／Al2O3涂层催化剂的活性与活性铜的表面积和催化剂的还原性密切相关。100h的连续性实验结果表明，涂覆了COAT-14-6的微槽道反应器可以与10W的燃料电池配套。     

乙酸水蒸气重整制氢中载体组成对催化剂性能的影响

采用溶胶–凝胶法结合湿浸渍法制备了Ni/ZrO2、Ni/La2O3-ZrO2和Ni/La2O3催化剂,采用XRD、BET、TG及 H2-TPR等方法对催化剂的结构和性质进行了表征。通过生物油模型物乙酸水蒸气重整反应,探讨了载体组成对催化剂性能和积炭形成的影响。载体组分不同的Ni催化剂具有不同的Ni颗粒尺寸、孔结构和Ni–载体相互作用,这对乙酸水蒸气重整反应路径有重要影响。催化剂Ni/70wt%La2O3-ZrO2在乙酸水蒸重整反应中表现出较好的催化性能和稳定性,在反应时间10 h内,氢气产率保持在76.05%以上;同时,TG和XRD分析结果表明,Ni/70wt%La2O3-ZrO2具有较好的抗烧结能力和较低的积炭率。     

Cu-Ni/γ-Al2O3催化剂上二甲醚水蒸气重整制氢工艺条件的研究

采用沉积沉淀法制备了Cu-Ni/γ-Al2O3催化剂,在连续流动的固定床反应器内,进行了二甲醚水蒸气重整制氢反应的研究,考察了还原温度、反应温度、系统压力、气体空速以及催化剂的粒径大小等工艺条件对Cu-Ni/γ-Al2O3催化剂上二甲醚水蒸气重整制氢反应性能的影响。实验结果表明,较优的工艺条件为:催化剂还原温度为400℃,粒径为0.45～0.90mm,反应温度为350℃,常压,气体进料空速为3240mL.(gcat.h)-1。     

催化剂Ni/CeO2-ZrO2催化生物油水溶性组分重整制氢

利用固定床反应器对一系列自制催化剂Ni/CeO2-ZrO2和商业镍基催化剂Z417在生物油水溶性组分重整制氢反应中的催化性能进行考察,研究了活性金属Ni的负载量、反应温度、水油比对催化剂活性的影响.实验结果表明:Ni负载量为12wt％的催化剂Ni/CeO2-ZrO2在生物油水溶性组分重整制氢反应中表现出最佳催化活性,当反应温度为800C和水油比为4.9时,氢产率达到最大值67.8％,氢的选择性较高,为61.8％.     

Ni-CeO_2/γ-Al_2O_3催化甲苯水蒸气重整的实验研究

以单质镍为活性组分、CeO2为助剂、γ-Al2O3为载体制备了Ni-CeO2/γ-Al2O3催化剂,以甲苯为生物质气化焦油模型化合物,在固定床反应器上进行催化水蒸气重整实验,考察了反应温度、水/碳摩尔比(S/C)和CeO2负载量对甲苯转化率、产气组成及积碳生成的影响。结果表明,Ni-CeO2/γ-Al2O3催化剂具有较好的催化活性和抗积碳能力;在反应温度为850℃,S/C为3时,使用Ni-CeO2(3%)/γ-Al2O3催化剂,甲苯转化率可以达到90.4%,经反应后的催化剂含碳量仅为0.42%。     

PtLaCe/Al2O3催化柴油自热重整制氢的研究

在柴油全分析的基础上,自行设计并组建了以带预热段的绝热管式反应器为核心的试验装置,研究了直馏柴油在PtLaCe/Al2O3催化剂上的重整制氢反应行为,并通过热力学分析及流程模拟等方法证实了柴油重整反应在自热状态下进行.     

V2O5-WO3/TiO2催化剂上NO选择性催化还原反应动力学和机理研究

文中针对基于TiO2的V—W催化剂，利用氨气作为还原剂的选择性催化还原反应进行动力学研究，分析在某一温度下气体组分（NO、NH3和O2的分压力）对V2O5-WO3／TiO2催化剂活性的影响。实验结果通过因次表达式进行分析，并得出结论认为反应经历了Eley—Rideal（ER）机理，即来自气相的（或物理吸附的）NO和吸附在催化剂表面活性位的NH3进行反应。     

Li2O对Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂表面酸性与MCH脱氢性能的影响

利用吡啶吸附-IR、NH3吸附-脱附、原位热重积碳等技术并结合MCH的脱氢活性试验，研究了Li2O对工业Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂的表面酸性及MCH脱氢性能的影响。结果表明，Li2O能有效地调变催化剂的表面酸性，降低其表面酸中心特别是强酸中心的数目；MCH脱氢反应的积炭量随Li2O含量的增加而减少，当Li2O含量为0.4w%时催化剂的高温稳定性可取得较好的结果。     

微反应器内甲醇水蒸气重整制氢动力学研究

采用自制微型反应器和常规颗粒催化剂在常压、温度为450~550K、水醇比为1.1~1.3的条件下,通过沿反应通道控制催化剂颗粒梯级分布进行了甲醇水蒸气重整制氢的动力学测试。结果表明,重整产物中CO含量较低,可采用甲醇和水反应生成二氧化碳和氢气的单速率动力学模型;通过数据处理,得到如下动力学方程:rSR=3.72×1010exp(-1069762/RT)P0.C6H7302OHP0.3707H2O。F统计检验表明所得动力学模型的复相关指数大于0.9,且F统计量比置信域为99%的临界F统计量大10倍以上。所得动力学方程为实测中微型反应器的优化设计提供了数学模型基础。     

生物油模型物乙酸水蒸汽催化重整制氢研究

选择乙酸作为生物质快速裂解油(生物油)的模型物,自制了一系列Ni基催化剂,进行水蒸汽催化重整制氢研究,实验结果表明Ni/Al_2O_3催化剂添加碱性氧化物MgO或(与)La_2O_3可以使得催化剂的活性有重大改善。Al_2O_3载体负载Ni金属后能够减缓碳的沉积速率,Ni/Al_2O_3添加MgO与(或)La_2O_3能够有效减少碳的沉积速率。选择催化剂Ni/MgO-La_2O_3-Al_2O_3以反应气中的H_2、CO、CH_4、CO_2产率为考察指标,考察反应温度、水碳比、进料流量对水蒸汽催化重整乙酸制氢反应的影响,获得较佳的条件为:反应温度为750～850℃,水碳摩尔比[W]/[C]为5～9,进料流量为15～25mL/h,H_2产率较高,大于80%。     

基于Ni/Al2O3整体式催化剂的生物质气化合成气甲烷化研究

以生物质气化模拟合成气H2/CO/N2为原料气,以堇青石蜂窝陶瓷为基体制备Ni/Al2O3整体式催化剂,通过扫描电镜(SEM)、比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)、程序升温反应法(TPR)、热重分析(TG)等表征分析手段,考察催化剂制备方法(浸渍法和溶胶-凝胶法)、温度(250~550℃)及空速GHSV(6000~14000 mL/(g·h))对催化剂甲烷化性能的影响。结果表明:浸渍法制备的Ni/Al2O3催化剂(DIP-Ni/Al2O3)与溶胶-凝胶法制备的Ni/Al2O3催化剂(SGNi/Al2O3)相比,前者甲烷化性能较好。在H2、CO、N2物质的量之比为3∶1∶1且空速为10000 mL/(g·h)条件下,浸渍法制备的Ni/Al2O3催化剂在400℃时甲烷化性能最佳,且该条件下CO转化率为98.6%,CH4选择性为90.9%。当H2、CO、N2物质的量之比为3∶1∶1且温度为400℃时,在实验空速范围内,浸渍法制备的Ni/Al2O3催化剂CO转化率和CH4选择性均基本稳定在90%,甲烷化性能较好。     

Ni、Fe负载CaO催化剂作用下生物油模化物水蒸气催化重整制氢研究

采用浸渍法制备Ni/CaO、Fe/CaO、Ni-Fe/CaO催化剂,用于生物油模化物乙酸水蒸气催化重整反应.对反应前后催化剂进行BET、H2-TPR、CO2-TPD、XRD等表征.通过比较3种催化剂重整反应性能得出Ni/CaO催化剂具有最佳性能.进一步研究在Ni/CaO催化剂参与下反应温度、水碳比(S/C)、液时空速(...     

Hydrogen production from glycerol steam reforming over Ni/La/Co/Al2O3 catalyst

Hydrogen production by steam reforming reaction of glycerol over Co/La/Ni-Al₂O₃ was studied in tubular fixed-bed reactor. The influences of operating parameters such as temperature, steam/carbon ratio, and weight hourly space velocity (WHSV) on hydrogen yield and carbon conversion were examined under atmospheric pressure. The results showed that carbon conversion increased with the increase of temperature and steam-to-carbon mole ratio (S/C). At 700°C, S/C=3:1, and WHSV=2.5h^?1, hydrogen yield and potential hydrogen yield were up to 77.64% and 89.64%, respectively; meanwhile, the carbon conversion reached 96.36%.     

A review on ethanol steam reforming for hydrogen production over Ni/Al2O3 and Ni/CeO2 based catalyst powders

Hydrogen is contemplated as an alternative clean fuel for the future. Ethanol steam reforming (ESR) is a carbon-neutral, sustainable, green hydrogen production method. Low cost Ni/Al₂O₃ and Ni/CeO₂ powder catalysts demonstrate high ESR activity. However, acidic nature of Al₂O₃ and instability of CeO₂ lead to deactivation of the catalysts easily. This article examines the research articles published on the modification of Ni by various noble and non-noble metals and on alteration of the supports by different metal oxides in detail and their effect on ESR all through 2000–2021. The ESR reaction mechanisms on Ni/Al₂O₃ and Ni/CeO₂ powder catalysts and basic thermodynamics for different possible reactions and H₂ yield are explored. Manipulation of catalyst morphology (surface area and particle size) via preparation method, selection of active metal promoter and support modifier are found to be significantly important for H₂ production and minimizing carbon deposition on catalysts.     

The steam reforming of guaiacol for hydrogen via Ni/Al2O3: The influence of dispersion

In this paper, three Ni/Al₂O₃ catalysts with different structure were prepared by different methods. The differences between the catalysts had been compared by H₂ temperature program reduction (H₂-TPR), X-ray diffraction, thermogravimetric analysis, scanning electron microscope, transmission electron microscope, and X-ray photoelectron spectroscopy. The results showed that synthesis method had significant effect on the combination of Ni particle with carrier. The method of coprecipitation could help to improve the combination of Ni and Al₂O₃, and the effect was further enhanced after adding polyethylene glycol (PEG). Due to the enhanced interaction between the active metal and the carrier, the NiO could be easily deoxidized and hard to sinter, which could obtain smaller and more dispersed Ni particles. Moreover, the addition of PEG improved the Ni particle size and its dispersion, and promoted the formation of the unique acicular Al₂O₃. The performance of guaiacol steam catalytic reforming via different catalysts was further analyzed, and the results showed the catalyst obtained by coprecipitation method with PEG exhibited best activity with 73.8% guaiacol conversion and 23.1 wt% H₂ yield.     

Fe2O3/Pt/CdS可见光催化乙醇水溶液脱氢的8立升级放大试验及稳定性考察

报道了在可见光照射下Fe_2O_3/Pt/CdS光催化剂上乙醇水溶液光催化产H_2的8L级放大试验及光催化剂的稳定性研究结果。实验表明:该体系经292.64h光照反应,共产氢4.082L,平均产氢速率为0.99mL/(g·h),最高产氢速率为1.25mL/(g·h),光照292.64h后,催化活性仍维持在一个较为平稳的水平上,产氢速率比平均产氢速率仅下降12%。经计算,本试验中光化学转换效率高达8.2%。