甲烷催化裂解制备氢气和碳纳米管.pdfVIP

第40卷第8期 应 用 化 工 Vo1．40No．8 2011年 8月 App~edChemicalIndustry Aug．2011 甲烷催化裂解制备氢气和碳纳米管 金鑫 (西安文理学院化学与化工系，陕西 西安 710065) 摘 要：采用浸渍法制备出3种Mg0负载型过渡金属催化剂F己／Mso、Co／Mos 和Ni／Mos ，系统研究了甲烷在 3种 催化剂上于650，700和750℃下的裂解产物。结果表明，该 3种催化剂均对 甲烷裂解产氢并协同生长碳纳米管表 现出较高活性。 关键词：甲烷裂解；Mos 负载型催化剂；氢气；碳纳米管 中图分类号：TQ127．1 1；0613．7 文献标识码：A 文章编号：1671—3206(2011)08—1390—03 Preparationofhydrogenand carbon nanotubes catalyzedbymethane jlNX／n (DepartmentofChemistryandChemicalEngineering，Xi’anUniversityofArtsandSciences，Xi’fin710065，China) Abstract：ThecatalystsofFe，CoandNisupposedonMgOwerepreparedbythemeansofimpregnation． MethanedecompositionoverFe／MgO，Co／MgO andNi／MgO catalystsweresystematicallyinvestigatedat 650，700and750oC．TheresultsindicatedtheproductionofH2andcarbonnanotubesbymehtnaedecom- positionatthesarfletimecouldberealizedoverhtesecaatlysts． Keywords：methanedecomposition；supposedMgOcatalysts；hydrogen；carbonnanotubes 现今存在多种形式能源，如太阳能、风能、核能、 MgO是制备催化剂的一种优 良载体 9【而过渡金属 生物能和化石能源，然而，这些形式的能源都存在一 Fe、Co和Ni是负载型催化剂所常用的活性组分。 些问题，如不能直接被利用或是利用率低 ，有些甚至 本文利用 MgO作为催化剂载体，以Fe、Co和Ni的 会带来严重的环境问题…。因此，寻求环境友好、 硝酸盐为催化剂活性组分的前驱体，通过浸渍法，制 可再生且利用率高的能源显得尤为迫切。而氢能以 备了Fe／MgO、Co／MgO和 Ni／MgO催化剂，重点研 其易于制备、洁净、高效和可再生等一系列优点备受 究了甲烷在3种催化剂上产氢时催化剂的活性及裂 关注。目前，制备氢气的方法主要有电解水法、重整 解产物碳纳米管形貌的特点。 制氢法和催化裂解制氢法等 4。，其中，碳氢化合物 1 实验部分 CH 的催化裂解制氢是近些年来研究的热点。在对 1．1 试剂与仪器 CH。进行催化裂解研究过程中发现，控制反应时间 硝酸铁、硝酸钴、硝酸镍、无水乙醇、MsO均为 和温度。或变换催化剂的种类时，伴随生成的沉积碳 分析纯；甲烷 (_-99．999％)；氮气(≥99999％ )。 的种类会发生变化，生成的产物主要有无定形碳、碳 XK-7060裂解炉；KQ-2200DB超声波清洗器； 纤维或碳纳米管 引。众所周知，碳纳米管以其独特 ZRY—IP热分析仪；GC-14C色谱仪；JEOL