甲醇水蒸气重整制氢水滑石衍生催化剂的研究

发布时间：2023-02-09 08:37

　　目前,全球气候持续恶化所带来的环境问题逐渐加剧,对清洁能源如氢能的开发与利用也逐渐成为能源研究领域的重要方向之一,探索高产氢率、温和反应条件以及较低CO选择性的制氢方法成为众多科研学者研究的主要内容。在众多制氢方法中,甲醇水蒸气重整制氢技术因具有如上特点脱颖而出。本课题组前期以水滑石层状复合金属材料为前驱体,将其焙烧后得到比表面积较大、机械强度较好的氧化物载体,再利用浸渍法制备Cu基催化剂,确定了最佳Cu负载量、最佳稀土改性元素Ce及其最佳负载量。本论文在前期研究基础上,探讨不同元素水滑石前驱体对催化剂结构和性能的影响,并通过改变Ce的浸渍顺序及焙烧温度,制备了系列高催化活性和低CO选择性的催化剂。具体研究内容如下:(1)采用原位合成法在γ-Al₂O₃载体上合成了M-Al(M=Mg、Ni、Co、Zn)水滑石前驱体催化材料,并采用顺序浸渍法制备了系列Ce/Cu/M-Al(M=Mg、Ni、Co、Zn)催化剂,探讨了不同元素水滑石前驱体对催化剂结构和性能的影响。通过XRD、BET、H₂-TPR、N₂O滴定...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 甲醇制氢体系的研究
        1.2.1 甲醇部分氧化重整制氢体系
        1.2.2 甲醇裂解制氢体系
        1.2.3 甲醇水蒸气重整制氢体系
    1.3 甲醇水蒸气重整制氢催化剂的研究
        1.3.1 铜基催化剂
        1.3.2 非铜基催化剂
        1.3.3 贵金属催化剂
    1.4 水滑石催化材料的特点及其制备方法的研究
        1.4.1 水滑石催化材料的特点
        1.4.2 水滑石催化材料的制备方法
    1.5 甲醇水蒸气重整制氢反应热力学和反应机理的研究
        1.5.1 甲醇水蒸气重整制氢反应的热力学研究
        1.5.2 甲醇水蒸气重整制氢反应机理的研究
    1.6 论文的主要研究内容
2 实验部分
    2.1 实验药品与仪器
        2.1.1 实验主要药品
        2.1.2 实验主要仪器
    2.2 催化剂表征方法
        2.2.1 扫描电子显微镜分析(SEM)
        2.2.2 X射线衍射分析(XRD)
        2.2.3 X射线荧光光谱分析(XRF)
        2.2.4 比表面分析(BET)
        2.2.5 程序升温还原分析(H₂-TPR)
        2.2.6 铜的分散度分析(N2O滴定)
        2.2.7 X射线光电子能谱(XPS)
    2.3 催化剂催化性能评价
        2.3.1 评价方法
        2.3.2 评价指标
3 Ce/Cu/M-Al(M=Mg、Ni、Co、Zn)催化剂的制备及性能研究
    3.1 实验方法
        3.1.1 水滑石前驱体的制备
        3.1.2 Ce/Cu/M-Al(M=Mg、Ni、Co、Zn)催化剂的制备
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 晶体结构分析
        3.2.2 表面性质分析
        3.2.3 H₂-TPR分析
        3.2.4 甲醇水蒸气重整制氢性能研究
    3.3 本章小结
4 Ce的浸渍顺序对Cu/Zn-Al催化剂结构和性能的影响
    4.1 实验方法
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 晶体结构分析
        4.2.2 SEM分析
        4.2.3 催化剂元素含量分析
        4.2.4 催化剂表面性质分析
        4.2.5 H₂-TPR分析
        4.2.6 XPS分析
        4.2.7 催化剂的性能
    4.3 本章小结
5 焙烧温度对Ce/Cu/Zn-Al催化剂结构和性能的影响
    5.1 实验方法
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 晶体结构分析
        5.2.2 表面性质分析
        5.2.3 H₂-TPR分析
        5.2.4 XPS分析
        5.2.5 催化剂性能评价
    5.3 本章小结
6 结论
本论文的主要创新点
符号说明
参考文献
致谢
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本文编号：3738576