低镍／ZnO-Ti02催化剂的乙醇水蒸气重整制氢.pdfVIP

第27卷第 l期 化学反应工程与1艺 Vol27．NOl 2011年2月 ChemicalReactionEngineeringandTechnology Feb．20ll 文章编号：l00l—-7631(2011)0I—00l0—06 低镍／ZnO．TiO2催化剂的乙醇水蒸气重整制氢 刘利平，张 鹏 ，马晓建，韩秀丽 (郑州大学化工与能源学院，河南 郑州 450001) 摘要：为考察低镍负载量对 乙醇水蒸气重整制氧催化剂性能的影响，利片j沉积．沉淀法 (DP)制备丫镍负载最质量 分率为O5％～5O％的Ni／ZnO-TiO2催化剂，并在 内径 14mm 的固定床管式反应器中对低镍催化剂进行了性能评价。 结果表明，低镍 ／ZnO．TiO2付化剂具有较好的乙醇水蒸气重整制氧性能，在水醇物质的量比为 l3：l及反应温度为 400~550℃时，乙醇转化琦曩均达到了90％以上，其中镍负载量为2％的催化剂有最好的催化性能。对镍负载量2％ 的2．0Ni／ZnO．TiO2催化剂进行了x射线衍射 (XRD)和扫描电镜 (SEM)表征，分析结果表明，复合载体 ZnO-TiO2 负载的Ni基催化剂的晶体粒径为68~240nm，活性组分Ni分散 良好，反应后的催化剂．}有积炭爿i成。 关键词：乙醇 水蒸气重整 制氯 低镍催化剂 中图分类号：TQ032．41；TQ426．8 文献标识码：A 生物质乙醇水蒸气重整制氢在燃料电池等方面有较好的应用前景。乙醇制氢的关键技术是催化剂的选 择，研究表明，以氧化物为载体的金属催化剂，具有较高的乙醇水蒸气重整制氢活性和选择性，在非贵金 属中，Ni基催化剂具有优 良性能，与Rh、Pt等贵金属催化剂相比，Ni基催化剂可达到相近的性能，并且 还具有反应温度较低、价格便宜的优点。Llorca等IJj的研究表明，采用ZnO为载体，有助于降低乙醇水蒸 气重整反应中CO 的选择性。高晓等[2】研究发现，共沉淀法制备的催化剂载体与活性组分之问的相互作用 比浸渍法更强。杨宇等3[]以MgO为载体，研究了镍负载量为5．0％～15％的Ni／MgO催化剂的乙醇水蒸气 重整反应。催化剂开发研究的一个重要内容是得到的催化剂负载低活性高4【J。本研究以镍为活性组分，以 具有较好性能的ZnO．TiO2为催化剂载体，采用沉积。沉淀法制备了低镍负载量(0．5％～5．0％)的Ni／ZnO—TiO2 催化剂，重点考察低镍负载量对乙醇水蒸气重整制氢反应的影响，并结合一些表征手段，对催化剂的结构 及性能进行研究分析。 l实验部分 1．1催化剂制备 将一定量的氧化物载体 ZnO和 TiO2分散于400mL去离子水中，保持在温度 75℃，在快速搅拌下加 入一定量的醋酸镍溶液，75℃恒温 30min，保证分散均匀后滴入0．2mol／L的Na2CO3溶液至pH值等于9， 然后继续保持75℃下陈化 3h，然后过滤，用热水洗涤。所得的沉淀在管式实验炉中于 100℃下烘 10h， 400℃下焙烧4h，即得不同镍负载量的Ni／ZnO—TiO2催化剂样品。催化剂样品中ZnOT／iO2质量比为 1：l， 活性组分Ni质量负载量为 ％的Ni／ZnO．TiO2催化剂记为xNi。 1．2催化剂表征 BET比表面分析在美国康塔NOVA4200e型比表面积及空隙度分析仪上进行。77K下以N2做吸附剂， 收稿日期：2010．1O．I8；修订日期：2010．12．14 作者简介：刘利平(1965·)．女．博上研宄l牛，剐敦授；马晓建(1953-)，男，教授，通讯联系人 E-mail：maxj@zzueducn 基金项 目：l玉l家寸 科技支撑汁划项1=t(2007BAD66B04)： Ⅱ南省白然科学赫础研究资助项71(2010A480005) 第27卷第 l期 刘利平等．低镍 Z／nO．TiO2催化剂的乙醇水蒸气再整制氢 l1 在相对压力0．05～0．35MPa下测定，采用BJH法分析脱附数据计算孔分布。x射线衍射(XRD)分析在荷兰 帕纳科公司X，PertPRO型带Cu靶的X射线衍射仪上进行，扫描速度为6(。)／min，入射