乙醇水蒸气重整制氢镍基催化剂的研究论文论文.pdf

Adissertationsubmitted to Zhengzhou University forthedegree ofMaster AResearch onHydrogen production by Ethanol Steam Reforming over Nickel—based Catalysts By Peng Zhang Supervisor: Liu Thermal Energy Engineering School ofChemical andEnergy Engineering ?一 May 2011 学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者: 日觏:珈q年亏冠≥日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品,知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权郑卅I 大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时,第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者:张鹇日期:功9-f年6日≯日摘要摘要清洁高效车用燃料需求的剧增及日益严格的环境规则,使可再生乙醇催化重整制氢用于燃料电池成为研究的热点。乙醇水蒸气重整制氢的关键技术是催化剂的选择,相对于贵金属催化剂,镍基催化剂性价比高,具有应用前景。镍基催化剂的载体及制备方法对其催化性能有很大影响。目前,Ce02和Zr02负载的镍基催化剂研究较多,但这些催化剂载体的主要缺点是比表面积小。高比表面的催化剂载体容易提高负载活性组分的分散度,从而有利于提高催化剂的性能。Si02做载体则容易被制备成高比表面积的催化剂,其中单分散硅溶胶是优良的催化剂载体,具有化学稳定性良好、颗粒均匀及孔道结构均一的特点。 Ni/Si02催化剂在甲烷催化重整制合成气中有较多研究,而将Ni/Si02催化剂用于乙醇水蒸气重整制氢研究的较少,同时催化剂的制备方法对其催化性能也有影响,为考察不同Si02原料及制备方法对乙醇水蒸气重整制氢催化剂性能的影响, 本文分别采用共沉淀法、%Ni/Si02催化剂,并对催化剂的乙醇水蒸气重整制氢性能进行了评价,同时根据反应产物分布对乙醇水蒸气重整制氢反应途径和机理进行了分析。此外,还探讨了一些复合组分镍基催化剂。本文采用共沉淀法、浸渍法、、Ni/ 和Ni/。Ni/, Ni/,Ni/。对制备的催化剂物化特性及组织形貌分别进行了比表面积(BET)、X射线衍射(Ⅺm)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)。在固定床反应器上对催化剂的性能进行了评价,考察了低温范围内(300~550℃)反应温度、醇水摩尔比(mEtOH/mI-120=1:~1:12)、液体体积空速(LHSV=~-,)对催化性能的影响;对反应后催化剂的积炭情况,进行了热重/差热(TG/DTA)。本文得到的主要结论如下: (1)催化剂表征。对于Ni/、Ni/, 根据BET表征结果,催化剂的比表面都达到了220 m2/g以上;根据XRD表征结果,Ni/、Ni/、 nill, ,Ni/ Ni分散性良好;根据EDS结果,由于测试样品基底上的碳被计入的原因,各种催化剂上碳含量低于设计值,其中Ni/%, 接近于理论值10%,浸渍法Ni/,但平均值接近理论值;。(2)催化剂性能。在反应温度范围内,三种Ni/Si02催化剂上的乙醇转化率均