Cu/Ni基催化剂催化甲醇水蒸气重整制氢的研究
发布时间：2021-12-02 01:25
在醇类制氢的课题中,甲醇由于缺少牢固的C=C键,因此甲醇水蒸气重整制氢能够在相对较低的温度区间（200℃-400℃）进行反应,另外,由于甲醇含碳量较少,制氢反应中产生的含碳副产物的产量也相对较低;其次,在催化剂方面,Cu、Ni基催化剂反应活性强,价格低廉,是催化甲醇水蒸气重整制氢的常见催化剂。本研究主要围绕了Cu、Ni基催化剂的前驱体对反应活性的影响;以及水醇比、载体、活性金属对Cu-Ni双金属催化剂反应活性的影响。并采用XRD、BET、H2-TPR、NH3-TPD、Raman的表征手段,对反应活性的结果进行了解释和推测;总体结果如下:（1）采用硝酸铜、氯化铜、硫酸铜作为Cu前驱体,利用浸渍法合成了一系列Cu/Al2O3催化剂;反应活性的高低顺序如下:硝酸铜>氯化铜>硫酸铜;导致其活性不同的原因主要为硝酸铜通过煅烧失去了前驱体阴离子,另外两种Cu前驱体没有失去前驱体阴离子;氯化铜和硫酸铜具有较强的酸性,这种酸性抑制了甲醇重整制氢反应的进行;随后对采用硝酸铜作为前躯体的Cu/Al...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本研究中所采用的活性测试装置实图
昆明理工大学硕士学位论文22为200℃-300℃，20℃一个温度区间，为了保证获得的结果具备可靠性，每个温度点均稳定30min后开始采集数据，并且每种产物的数据采集不少于两份。3.2催化活性实验与寿命实验的结果与讨论图3.1不同Cu前驱体Cu-Al催化剂活性实验结果Fig3.1ReactionresultofCu-AlcatalystproducedfromdifferentCuprecursor总体来看，几乎所有催化剂的催化活性随着温度的上升而提高，这是由于甲
昆明理工大学硕士学位论文24图3.2Cu-N催化剂稳定性试验，反应温度300℃，反应水醇比：3:1，反应空速GHSV=10920h-1Fig3.2Time-on-streamtestofCu-Ncatalyst;ReactionTemperature300℃;H2O/MeOH:3:1;Reacitonspacevelocity:10920h-1从上面的催化活性实验中，我们已经知道三种前驱体合成的Cu/Al2O3催化剂催化效果有着明显的差异，活性大小从高到低为Cu-N＞Cu-C＞Cu-S。在此基础上，我们使用Cu-N催化剂进一步进行稳定性实验。总体而言，催化剂能够较为稳定地运行26h；在实验开始的前4h内，Cu-N能够将系统中的CH3OH完全转化，并且此时氢产量达到最大值(4750umol/g(cat)/min)，随后催化剂的对甲醇的转化能力开始下降，这可能是由于催化剂表面发生积碳或者活性位点Cu0发生团聚导致的；但是在整个运行过程中，催化剂对甲醇的转化率始终大于80%；氢产量随甲醇的转化率的降低而减少，但是在11h和13h有短暂的上升，这可能是由于水汽水汽转化反应能够产生一些H2，并减缓了因甲醇转化率下降导致主反应产生H2速率的下降，但是H2产量依然随时间有明显下降的趋势，最终在26h减少至2850umol/g(cat)/min，并最终失活。3.3催化剂的表征3.3.1XRD图3.3煅烧后不同Cu前驱体Cu-Al催化剂的XRD图Fig3.3XRDpatternsofcalcinedCu-AlcatalystproducedfromdifferentCuprecursor
本文编号：3527446
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本研究中所采用的活性测试装置实图
昆明理工大学硕士学位论文22为200℃-300℃，20℃一个温度区间，为了保证获得的结果具备可靠性，每个温度点均稳定30min后开始采集数据，并且每种产物的数据采集不少于两份。3.2催化活性实验与寿命实验的结果与讨论图3.1不同Cu前驱体Cu-Al催化剂活性实验结果Fig3.1ReactionresultofCu-AlcatalystproducedfromdifferentCuprecursor总体来看，几乎所有催化剂的催化活性随着温度的上升而提高，这是由于甲
昆明理工大学硕士学位论文24图3.2Cu-N催化剂稳定性试验，反应温度300℃，反应水醇比：3:1，反应空速GHSV=10920h-1Fig3.2Time-on-streamtestofCu-Ncatalyst;ReactionTemperature300℃;H2O/MeOH:3:1;Reacitonspacevelocity:10920h-1从上面的催化活性实验中，我们已经知道三种前驱体合成的Cu/Al2O3催化剂催化效果有着明显的差异，活性大小从高到低为Cu-N＞Cu-C＞Cu-S。在此基础上，我们使用Cu-N催化剂进一步进行稳定性实验。总体而言，催化剂能够较为稳定地运行26h；在实验开始的前4h内，Cu-N能够将系统中的CH3OH完全转化，并且此时氢产量达到最大值(4750umol/g(cat)/min)，随后催化剂的对甲醇的转化能力开始下降，这可能是由于催化剂表面发生积碳或者活性位点Cu0发生团聚导致的；但是在整个运行过程中，催化剂对甲醇的转化率始终大于80%；氢产量随甲醇的转化率的降低而减少，但是在11h和13h有短暂的上升，这可能是由于水汽水汽转化反应能够产生一些H2，并减缓了因甲醇转化率下降导致主反应产生H2速率的下降，但是H2产量依然随时间有明显下降的趋势，最终在26h减少至2850umol/g(cat)/min，并最终失活。3.3催化剂的表征3.3.1XRD图3.3煅烧后不同Cu前驱体Cu-Al催化剂的XRD图Fig3.3XRDpatternsofcalcinedCu-AlcatalystproducedfromdifferentCuprecursor
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