PDF《中低温 乙醇水蒸气重整制氢的催化剂性 能研究》

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6 内 蒙古 石油化工2009年第

5 期 中低温乙醇水蒸气重整制氢的催化剂性能研究 张晓蕾 , 曹永 范,张岩(1.

内蒙古化3

2 职业 学院 ;

2 . 内蒙古工业大 学.内蒙古 呼和浩特

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0 0

0 0 ) 摘要:本文用浸渍~热分解一氢还原法(IItDt t R) 制备了Ni / La

2 O. 和Ni / Y

2 O. 催化荆.采用固定 床反应器对催化荆的催化性能进行实验测试.结果表明,催化荆对中低 温 乙醇 水蒸气重整反应表现出较 高的活性和稳定性.关键词:乙醇重整制氢;

燃料电池;

催化荆能源与环 境是 未来 人类社 会 可持续 发展 涉及 的最主要 问题 .目前 全球

8 0 能 量需 求来 源于化 石燃 料.从化石燃 料逐 步转 向利用 可持 续发 展、无污染 的非化石能 源是 发展 的必 然趋势 .燃料 电池技 术 的研 究干¨开发倍 受_各囤政 府与大公 司 的重 视,被认为是

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1 I J = 纪首选的洁净、 高效的发电技术[ . 目前燃料 电池 的氢气来源的四种基本方式 ( 电 解水 、 气化 、 重油的部分 氧化和 醇类 重整 反应 ) 中.醇类燃料由于其独特的优点而倍受瞩 目.但甲醇 的毒 性和不可再生性使乙醇作为无毒和可再生能源呈现 } I j 优势. 而我国作为农业大国, 各种用于发酵或降解 制备乙酣 的生 物质 原料(如秸杆 、 麦麸等)充足.同 时,我国的稀土储量丰富 , 乙醇重整催化剂的原料充 足. 所以, 乙醇重整燃料 电池在我 国具有很大的发展 潜力.乙醇催化制氢技术研究始于

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9 1年, 由Ga r c i a 和Laborde等 率先 从 热力学 角 度对 这 一反 应 的可 性及气相产物的分布进行了计算 , 指出高温、 低压 和 水乙醇 比例 的条件 有 利于 提 高氢气 的产率 和选 择性.同样 高温 和 低压也有 利于C0的产生 , 而 甲烷 因其与氢气竞争氢原子 . 导致氢气的选择性降低, 是 不希望的副产物 .Va s u d e v a r

3 等在前人工作的基础 上作 了进一步发展 . 考察 了反应 巾碳 的形成机制;

F r e n i F 等和F r e n i 及Ma g g i o r s

3 提供了乙醇水蒸汽重 整反应在 MC F C( 熔融碳酸盐燃料电池 ) 中的应用 ( 于l i P , ) 方式 .

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9 8年. Ma g g i o [

6 等通过计算指出 在 低温 下 内部 重整 制氧可成 功 应用 于MC F C. 这为乙醇 、 甲醇和 甲烷作 为燃料, H 于MC F C奠定了技 术础.通过 比较分析他们得出结沦 : 若考虑 乙醇、 甲雕和甲烷 的能 密度及每种 原料的化 学、电化学 和 热力学方面的参数 . 综合考虑经济和环保方面 , 乙醇 卡H对其它燃料表现出更大优势 . 因为乙醇能量密度 商、 易储存和毒性『 氐, 娜于燃料 电池可获得较大电池 电压 及电能 密度 . 收稿日期 :

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0 8 l O 一12本课题将制备以稀 土金属氧化物(Ia0. 、 Y. 0. ) 作为载体 , 金属Ni 作为被担载物 , 构成复合催 化剂,研究催 化剂 是 否对 中、 低温 范围 内乙醇水蒸气 重整制氢反应 的催 化性 能 的影 响.

1 实验 部分

1 .

1 催化剂的制 备本实验采用浸渍一热分解一氢还原法(IHD HR) 制取 催 化剂 .将La:O. 或Y0.粉末与 K: C O;

水溶 液混合,搅拌并滴入 N i S

0 水溶液(有淡绿色Ni C

0 沉淀 生成 ) . 持 续搅 拌24h后 , 抽滤脱 水.洗去SO卜和 K一. 然后 在100℃下干燥

2 4 h . 稍微 研磨,过1O0目筛 . 压片( 质最

1 g, 压力

1 0 MP a . 持续 时问l mi n ) . 破碎成粒径