甘油水蒸汽重整制氢Ni/Ce 0.9 Gd 0.1 O 1.95 催化剂的研究

发布时间：2021-09-29 03:06

　　采用浸渍法和共沉淀法制备了Ni质量分数10%的10%Ni/Ce_0.9Gd_0.1O_1.95催化剂,通过X射线衍射、N₂物理吸附与H₂脉冲化学吸附、H₂程序升温还原等技术表征了催化剂的结构和性质,并考察了其催化甘油水蒸汽重整制氢反应性能。结果表明,浸渍法制备的10%Ni/Ce_0.9Gd_0.1O_1.95-S催化剂的活性最佳,该催化剂上Ni晶粒小、分散度高,形成氧空穴使得催化剂抗积炭能力大大提高,所以活性、氢气选择性较高,稳定性也较好。同时考察了水与甘油物质的量比和泵流速对甘油重整反应性能的影响,发现在水与甘油物质的量比为24∶1,泵流速为0.06 mL·min^-1的条件下,甘油几乎完全转化,氢气选择性也非常高,而且反应10 h没有失活。 

【文章来源】：工业催化. 2020,28(08)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

不同方法制备的Ni/Ce0.9Gd0.1O1.95催化剂XRD图

图2为不同方法制备的催化剂H2-TPR谱图。从图2可以看出,浸渍法制备的两种催化剂分别有三个还原峰,约出现在240 ℃、320 ℃和730 ℃。结合文献[2]报道,第一个小的还原峰归属于吸附氧的还原峰,载体晶格中进入镍后形成氧空穴,氧空穴吸附氧;第二个还原峰则是载体表面CeO2还原峰与载体上分散的小晶粒NiO还原峰的重叠峰,结合文献[3]报道,纯NiO还原温度约在360 ℃,比催化剂中NiO还原温度高,这是因为催化剂中NiO颗粒小于纯的NiO颗粒。已有文献[4-7]报道,在CeO2负载的金属催化剂上,金属吸附氢会对载体产生溢流效应,小晶粒NiO还原出的Ni0对载体有氢溢流作用,使得载体表面的CeO2还原温度向低温方向移动。最后一个还原峰属于体相CeO2还原峰。共沉淀法制备的催化剂只有320 ℃和750 ℃左右的两个还原峰。第一个峰是载体表面CeO2还原峰与载体上分散的小晶粒NiO还原峰的重叠峰,另一个还原峰是体相CeO2的还原峰。总体上,浸渍法制备的两种催化剂上NiO与载体体表面CeO2的叠加还原峰向低温方向偏移,表明共沉淀法制备的催化剂中NiO与分散在载体中的CeO2较难还原。

在压力101.324 kPa, 温度500 ℃,水与甘油物质的量比为24∶1,泵流速为0.06 mL·min-1,载气N2流速为33 mL·min-1的条件下,不同方法制得的10%Ni/Ce0.9Gd0.1O1.95催化剂催化甘油水蒸汽重整反应制氢性能见图3。由图3可以看出,反应初始阶段,三种催化剂上甘油转化率都较高,其中浸渍法制得的10%Ni/Ce0.9Gd0.1O1.95-I催化剂上甘油转化率为96.5%,10%Ni/Ce0.9Gd0.1O1.95-S催化剂上甘油转化率约为100%,共沉淀法制得的10%Ni/Ce0.9Gd0.1O1.95-C催化剂上甘油转化率为81.9%。同时浸渍法制得的两种催化剂稳定性较好,而在10 h的反应时间内,共沉淀法制得的催化剂一直在失活。


本文编号：3413073