基于镍基催化剂的生物油重整制氢研究

发布时间：2023-10-04 04:27

　　氢气是21世纪最具发展潜力的清洁能源之一。随着氢能经济的兴起,氢气的需求量越来越大。目前,大部分氢气来源于不可再生的化石燃料(如煤、天然气、从石油中提炼出的石脑油等)高温重整,这不但导致了大量的温室气体排放和环境污染,同时加剧了化石燃料的短缺。生物质具有碳中性的特点,它可再生、丰富多样且对环境友好,是一种生产氢气的替代原料。目前,生物质生产氢气主要有两种途径:生物质气化和生物质热裂解获得的生物油水蒸气重整。生物质气化制取氢气对生产装置和技术条件的要求更苛刻,所以成本相对较高。生物油能量密度较高,便于储存和运输,因而,生物油水蒸气重整制氢成为将来工业化制氢的可行方案。首先,选取乙酸作为模化物,研究Ni基催化剂γ-Al2O3载体中添加La2O3对其重整制氢的影响。催化剂采取共沉淀法制备,载体中La2O3质量所占比例范围是0到1。在700 ℃,S/C = 1和LHSV= 10h-1的反应条件下,对于Ni/La-3Al(载体中La2O3质量比是0.25)催化剂,碳转化率和氢气产率分别达到100%和72.2%,这明显优于其它催化剂。在Ni/La-3Al催化剂上,详细研究了 S/C和LHSV的影响...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 生物质能概述
    1.2 生物油性质及其应用
        1.2.1 生物油的制备及性质
        1.2.2 生物油的应用
    1.3 氢能的开发
2 文献综述
    2.1 生物油催化重整制氢
        2.1.1 生物油组分影响
        2.1.2 重整催化剂研究
    2.2 本文结构和研究内容
3 实验与分析方法
    3.1 化学试剂和气体
    3.2 实验装置及工艺流程
    3.3 产物分析
    3.4 催化剂表征
        3.4.1 N₂物理吸附
        3.4.2 X射线衍射(XRD)
        3.4.3 扫描电镜分析(SEM)
        3.4.4 透射电镜分析(TEM)
        3.4.5 H₂程序升温还原(H₂-TPR)
4 Ni/γ-Al₂O₃催化剂添加La₂O₃对乙酸重整制氢催化性能的影响研究
    4.1 引言
    4.2 催化剂制备
    4.3 催化剂表征
        4.3.1 比表面积和孔结构(BET)
        4.3.2 晶相分析(XRD)
        4.3.3 催化剂的形貌(SEM)
        4.3.4 催化剂的还原特性分析(H₂-TPR)
    4.4 催化剂活性
        4.4.1 温度对催化剂活性的影响
        4.4.2 水碳比(S/C)对Ni/La-3Al催化活性的影响
        4.4.3 空速(LHSV)对Ni/La-3Al催化性能的影响
        4.4.4 催化剂寿命测试
    4.5 本章小结
5 基于Ni/La-3Al催化剂的生物油典型模化物的重整制氢研究
    5.1 引言
    5.2 催化剂活性
        5.2.1 Ni/La-3Al催化剂对典型模化物的重整活性
        5.2.2 水碳比(S/C)对Ni/La-3Al催化活性的影响
        5.2.3 催化剂寿命测试
    5.3 本章小结
6 基于生物炭负载的Ni基催化剂的乙酸重整制氢研究
    6.1 引言
    6.2 催化剂制备
    6.3 催化剂表征
        6.3.1 催化剂比表面积和孔结构(BET)
        6.3.2 晶相分析(XRD)
        6.3.3 催化剂形态(SEM和TEM)
        6.3.4 催化剂的还原特性分析(H₂-TPR)
    6.4 催化剂活性
        6.4.1 不同生物炭负载的催化剂对乙酸的重整活性
        6.4.2 水碳比(S/C)对Ni/BC4催化活性的影响
        6.4.3 催化剂寿命测试
    6.5 本章小结
7 全文总结和研究工作展望
    7.1 全文总结
    7.2 本文创新点
    7.3 本文研究展望
参考文献
作者简历



本文编号：3851315