论文PromotingeffectofPtadditiontoNiCeO2Al2O3catalystforsteamgasificationofbiomass翻译.docVIP

生物质水蒸气气化反应中Ni/CeO2/Al2O3催化剂添加铂 的促进效果的研究 Jin Nishikawa, Tomohisa Miyazawa, Kazuya Nakamura, Mohammad Asadullah, Kimio Kunimori, Keiichi Tomishige Institute of Material Sciences University of Tsukuba,1-1-1,Tennodai,Tsukuba,Ibaraki 305-8573,Japan Received 18 April 2007; received in revised form 15 May 2007; accepted 16 May 2007 Available online 9 June 2007* 摘要 Ni/CeO2/Al2O3催化剂中添加铂改性可以在不必用氢气还原的条件下确保活性，这说明Pt/Ni/CeO2/Al2O3 的催化剂可以被加油中所含的化合物自发活化。这可以解释为添加了铂以后增强了镍的还原性。用氢气还原程序升温的结果也证实了这种增强。此外，以最小焦油量和最大产气量为依据，与Ni /Al2O3和 Ni/CeO2/Al2O3的催化剂相比，添加0.1% Pt 到Ni/CeO2/Al2O3 (4 wt% Ni, 30 wt% CeO2)可以增强生物质水蒸气气化中催化剂的效果。EXAFS分析显示，这可能涉及到铂镍合金的形成。  eq \o\ac(○,c)2007 Elsevier B.V. All rights reserved. 关键词：水蒸气气化；水蒸气重整；镍；铂；焦油；焦炭；生物质；活化；还原；再生 1.引言 在利用可再生资源领域，生物质转化制备氢气与合成气变的日益重要[1]。只有空气无催化剂的气化反应是一种传统的生物质转化制备氢气与合成气的方法，要求较高的反应温度可以除去焦油[2]。金属催化剂在生物质气化系统中的添加是一种有效的减少焦油含量的途径。[2-4]。在大多数情况下，经济上可行的话，水蒸气改性镍催化剂被广泛应用，催化剂失活的问题被证实为焦炭的沉积作用[2-4]。近日，我们的小组报道出使用Rh/CeO2/SiO2催化纤维素[5-7]及生物质[8-13]空气下气化。结果发现Rh/CeO2/SiO2的催化剂在生物质空气气化反应中比传统的水蒸气改性镍催化剂和白云石更有催化效率。特别指出，结果显示出对焦炭的沉积有很高的抗性和极高的稳定性[5-13]。 从实际来看，生物质空气气化使气态燃料被氮气稀释，这就减少了产气使用中的能量效率。生物质也可以被水蒸气气化，这与水蒸气气化与水蒸气改性是一致的。在这些过程中，产气是不会被稀释的。这也会增加总的效率。研究表明Rh/CeO2/SiO2在生物质水蒸气气化反应中同样有效[14,15]。然而，此催化剂受限于成本以及铑的使用。研发金属催化剂用于???蒸气气化的生物质模板混合物[16-19]和生物质本身[20]已经实现。最近，我们研制出在水蒸气气化反应中支持镍催化剂的多种氧化物。结果表明，在减少焦炭沉积的过程中，CeO2载体起到了重要的作用[21]。此外，在生物质水蒸气气化反应中，用共浸渍发制备的Ni/CeO2/Al2O3比连续浸渍制备的Ni/Al2O3 和Ni/CeO2/Al2O3有更好的效果[22,23]。在这次通信中，我们公布了杉木水蒸气气化反应中铂添加到共浸渍法制备的Ni/CeO2/Al2O3催化剂中的影响，另外也研究了氢气还原预处理的影响。 2.实验 2.1 催化剂 Ni/CeO2/Al2O3催化剂采用共浸渍法来制备。将Al2O3载体浸渍在Ni(NO3)2·6H2O （Wako Pure Chemical Industries）和Ce(NH4)2(NO3)6(Wako Pure Chemical Industries)初湿法混合的水溶液中。浸渍之前，Al2O3在空气中焙烧至1473K使之由γ- Al2O3转化为α- Al2O3。样品在773K空气环境下焙烧3小时后在383K下干燥12小时。由铂改性的Ni/CeO2/Al2O3催化剂制备完成，改性方法如下：将焙烧过的Ni/CeO2/Al2O3浸渍在Pt(NO2)2(NH3)2 (Soekawa Chemical Co., Ltd.)的水溶液中。接着，样品在383K温度下干燥12小时，在773K空气条件下再次焙烧12小时。这里的得到的催化剂记作Pt/Ni/CeO2/Al2O3。用Al2O3与Ni(NO3)2·6H2O的水溶液的初湿法制备的Ni/Al2O3催化剂作为参照。装载了镍以后，催化剂在383K下干燥12小时，，在空气中773K下焙烧3小时。所有的催化剂都要筛分成粒径为0.16-0.35mm的颗粒。