用于乙酸自热重整制氢的Co基催化剂的研究
发布时间：2022-01-16 10:59
氢气是一种清洁的能源载体,可通过化石原料（天然气和煤）重整反应制得,但这将导致温室气体的额外排放。作为一种碳中性的能源,生物质是一种可再生的能源载体,能通过快速热分解产生生物质油,解决其能量密度低等问题。乙酸（HAc）是生物质油的主要成分之一,常作为一种典型的化合物通入固定床反应器、流动床或者喷动床反应器制取氢气。本文选择乙酸作为研究对象,同时在原料中加入O2,实现乙酸自热重整制氢（ATR）,并开发设计出用于该反应的高效Co基催化剂。为了应对ATR中催化剂氧化、烧结、积炭失活问题,本文制备了CoZnAl类水滑石（CoZnAl-LDHs）结构前驱体型催化剂以及介孔Co/ZrO2催化剂,并通过系列表征手段探讨了ZnO以及制备方法对于催化剂结构和性能的影响。通过共沉淀法制备了CoZnAl-LDHs结构前驱体型催化剂,以及浸渍法制备的ZC0A催化剂。活性测试结果表明:ZC1A、ZC6A和ZC0A催化剂在乙酸自热重整反应过程中活性和稳定性较差,而ZC4A催化剂存在高活性和稳定性。在15小时的稳定性测试中,ZC4A催化剂的乙酸转化率保持在100%,氢气产...
【文章来源】：成都理工大学四川省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
乙酸催化重整制氢反应
Table 1-2 Coking formation reaction in the steam reforming of acetic acid process化学反应方程式 序号2CH3COCH3→ 2(CH3)2(OH)CH2COCH3→ (CH3)2CHCOCH3+H2O (1-32)(CH3)2CHCOCH3+CH3COCH3→ C9H12+2H2O(Zhang et al., 2006) (1-33)C9H12→ coke (1-34)CH3COOH → CH3COO*+H* (1-35)CH3COO* → CH3CO*+O* (1-36)CH3CO* → CHx*+CO* (1-37)CHx* →x H*+C (1-38)2CO → C+CO2 H=-172.4 KJ/mol (1-39)由于积炭的形成机制的不同，根据积炭导致活性的不同，可以将催化剂表面的碳物种分为 3 种类型：Cα、 Cβ和 Cγ，其中 Cα可以被 H2或 O*气化消除(Krollet al., 1996; Trimm 1999)。但 Cα过量或者气化缓慢时，容易聚合成形成 Cβ，高温下会部分生成 CO，还易溶于活性金属 Ni 中，并能与 Ni 形成 Ni3C 化合物。而且，Cγ的气化温度远远要高于 Cβ。是以，反应过程中生成的 Cβ和 Cγ会持续累积，导致催化剂孔隙堵塞、活性位的覆盖，造成催化剂失活。
发诱导自组装法诱导自组装法(Evaporation-induced self-assembly)是指利用具的表面活性剂(P127、P123 等)作为模板剂，再与无机单体分子物)在一定制备环境下，完全蒸发体系内的分散介质，同时在面处生成有机物与无机物液晶结构相，得到二维有序胶体组过高温热处理或其他物理方法(萃取、超临界流体等)脱出有机介孔结构催化剂(Wang et al., 2013; Zhou et al., 2015)，如图 1-3 et al., 2012)考察通过蒸发诱导自组装法制备含有不同 Ca 含量CaO-Al2O3催化剂作用于甲烷干重整反应的催化活性。-Al2O3催化剂具有卓越的催化活性、稳定性和寿命，还具有显的质构效应：大的 SBET、大的孔体积和均一的孔尺寸，它们为有效的易接近的活性中心。另外，介孔材料的“限域效应”在到了稳固纳米粒子金属 Ni 的作用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]ZnNiAl水滑石基复合金属氧化物的制备及其高效光催化性能（英文）[J]. 张丽,戴超华,张秀秀,刘又年,阎建辉. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(09)
[2]乙酸水蒸气重整制氢反应的热力学分析[J]. 安森萌,付鹏,易维明. 太阳能学报. 2013(09)
[3]Pyrolysis of rice husk and sawdust for liquid fuel[J]. ZHU Xi-feng*, ZHENG Ji-lu, GUO Qing-xiang, ZHU Qing-shi (Biomass Clean Energy Laboratory, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China.). Journal of Environmental Sciences. 2006(02)
本文编号：3592524
【文章来源】：成都理工大学四川省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
乙酸催化重整制氢反应
Table 1-2 Coking formation reaction in the steam reforming of acetic acid process化学反应方程式 序号2CH3COCH3→ 2(CH3)2(OH)CH2COCH3→ (CH3)2CHCOCH3+H2O (1-32)(CH3)2CHCOCH3+CH3COCH3→ C9H12+2H2O(Zhang et al., 2006) (1-33)C9H12→ coke (1-34)CH3COOH → CH3COO*+H* (1-35)CH3COO* → CH3CO*+O* (1-36)CH3CO* → CHx*+CO* (1-37)CHx* →x H*+C (1-38)2CO → C+CO2 H=-172.4 KJ/mol (1-39)由于积炭的形成机制的不同，根据积炭导致活性的不同，可以将催化剂表面的碳物种分为 3 种类型：Cα、 Cβ和 Cγ，其中 Cα可以被 H2或 O*气化消除(Krollet al., 1996; Trimm 1999)。但 Cα过量或者气化缓慢时，容易聚合成形成 Cβ，高温下会部分生成 CO，还易溶于活性金属 Ni 中，并能与 Ni 形成 Ni3C 化合物。而且，Cγ的气化温度远远要高于 Cβ。是以，反应过程中生成的 Cβ和 Cγ会持续累积，导致催化剂孔隙堵塞、活性位的覆盖，造成催化剂失活。
发诱导自组装法诱导自组装法(Evaporation-induced self-assembly)是指利用具的表面活性剂(P127、P123 等)作为模板剂，再与无机单体分子物)在一定制备环境下，完全蒸发体系内的分散介质，同时在面处生成有机物与无机物液晶结构相，得到二维有序胶体组过高温热处理或其他物理方法(萃取、超临界流体等)脱出有机介孔结构催化剂(Wang et al., 2013; Zhou et al., 2015)，如图 1-3 et al., 2012)考察通过蒸发诱导自组装法制备含有不同 Ca 含量CaO-Al2O3催化剂作用于甲烷干重整反应的催化活性。-Al2O3催化剂具有卓越的催化活性、稳定性和寿命，还具有显的质构效应：大的 SBET、大的孔体积和均一的孔尺寸，它们为有效的易接近的活性中心。另外，介孔材料的“限域效应”在到了稳固纳米粒子金属 Ni 的作用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]ZnNiAl水滑石基复合金属氧化物的制备及其高效光催化性能（英文）[J]. 张丽,戴超华,张秀秀,刘又年,阎建辉. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(09)
[2]乙酸水蒸气重整制氢反应的热力学分析[J]. 安森萌,付鹏,易维明. 太阳能学报. 2013(09)
[3]Pyrolysis of rice husk and sawdust for liquid fuel[J]. ZHU Xi-feng*, ZHENG Ji-lu, GUO Qing-xiang, ZHU Qing-shi (Biomass Clean Energy Laboratory, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China.). Journal of Environmental Sciences. 2006(02)
本文编号：3592524
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3592524.html
