乙醇促进合成NiCeAl2O3催化剂及其氨分解活性研究.pdf

第2l卷增刊 分子催化 V01．21．Suppl． 2007年8月 JOURNAl，OFMO!．ECUI。ARCAllALYSIS(CHINA) Aug． 2007 文章编号：PC-103 乙醇促进合成Ni．Ce／A1203催化剂及其氨分解活性研究奉 郑维庆，徐恒泳”，李文钊 16023) (’中国科学院大连化学物理研究所．辽宁大连。I 关键词：氨分解反应制氢，Ni基催化剂，共沉淀法 廉价的可持续生产的H2被认为是实现燃料电 Ce02的加入可以显著降低催化剂的还原温度，这是 池规模化应用的首要问题，近年来由于NH，具有较 高的储氢密度、完备的生产技术和运输技术、低廉 pJ，减弱镍铝之间的强相互作用，从而提高了Ni的 的价格、分解后无CO。等优点，因此其分解制氢技 还原度和分散度。通过对催化剂TPR曲线进行高斯 术越来越受到广泛的关注。Ru在众多金属中具有最 迭代拟合发现，使用无水乙醇处理后，7-NiO的相 高的氨分解活性，Ni的储量较丰富、价格低廉，同 对组成明显减少。这是由于Ni”、Ce4+和ArH在沉淀 时也具有较高的氨分解活性，被认为是替代贵金属 过程中所形成的胶体经较低表面张力的溶剂洗涤 钉的最佳选择。 后各中胶粒均匀分散与母液中，因此减少了Ni与AI 胶粒聚集的几率，从而抑制了在高温焙烧时镍铝酸 l实验部分 盐的形成。图2为经过不同溶剂处理的Ni．Ce／A1203 采用共沉淀法ll 催化剂还原后的TEM照片。可以看出，经乙醇溶剂 J制备镍基催化剂。助剂Ce02 处理的催化剂还原后其活性组分金属Ni的颗粒较 前驱体为(NH4)2Ce(N03)6·6H20，其中NiCe／A1203 催化剂各组分的摩尔比为：Ni／AI=0．60、Ce／Ni=O．1小并且分散均匀。催化剂NH3．TPSR研究结果表明 经乙醇处理后的催化剂能够使N．H键断裂后在催化 (Ni、vt％=33％)。沉淀、老化、过滤、去离子水洗涤 后得到的催化剂前驱体分成两份A和B，用无水乙 剂表面吸附的N原子快速结合并脱附。本研究组过 醇洗涤B若干次得到B’，将A、B’于393K干燥过 去的氨分解动力学研究指出，在该实验条件下N原 夜后在873K下焙烧4小时，由前驱体A、B’制得子的结合脱附为氨分解反应的速率控制步骤，催化 剂表面吸附的氮原子为反应的最丰物种121。 的催化剂分别命名为NCA．W、NCA．E。N2．BET、 2．2．催化剂的活性及稳定性评价 H2．TPR、TEM、NH3．TPSR物理化学表征方法及催 化剂活性评价实验方法均在I卜21详细表述。 图4比较了不同催化剂在纯氨空速为30，000h“ 2实验结果与讨论 不同温度下的氨分解活性。以773K为例，当镍含 ‘量从50％下降至30％，NH3转化率从38．2％降低到 2．1．催化剂的表征 31．O％，加入助剂Ce02后NCA．W反应活性提高至 N2．BET结果显示，使用无水乙醇处理催化剂前43．5％，这是由于Ce02的加入减弱了金属与载体之 驱体可以显著提高催化剂的比表面积，增大空体积 间的相互作用，使得Nio的分散度与还原度均得到提 和平均孔径。由于催化剂制备过程中凝胶中液体的