用于乙醇水蒸氣重整的Co-,3-O-,4--CeO-,2-催化劑研究.pdf

1、燃料電池技術(shù)是未來(lái)首選的潔凈,高效能源技術(shù),其中燃料電池制氫技術(shù)是其技術(shù)核心.乙醇水蒸氣重整反應(yīng)展現(xiàn)了在制氫上的優(yōu)越性,是將來(lái)主要的制氫技術(shù)之一.鈷系催化劑具有活性高成本低等特點(diǎn),但其副產(chǎn)物較多,且易燒結(jié)積碳穩(wěn)定性不佳.本論文研究了鉆,鈰復(fù)合氧化物催化劑,探索開(kāi)發(fā)高活性高穩(wěn)定性鈷基乙醇水蒸氣重整催化劑的新途徑并進(jìn)行相關(guān)的基礎(chǔ)研究. 本工作以硝酸鈷和硝酸鈰為原料分別采用共沉淀法和浸漬法制備了鉆鈰氧化物催化劑.考察了老化時(shí)間、活性組

2、分含量、催化劑焙燒溫度、載體中鈰鈦比例等制備條件,預(yù)處理方法、反應(yīng)空速等反應(yīng)條件對(duì)鈷鈰氧化物催化劑的結(jié)構(gòu)和乙醇水蒸氣重整反應(yīng)性能的影響.對(duì)兩種方法制備的催化劑進(jìn)行了穩(wěn)定性測(cè)試. 采用X射線(xiàn)衍射測(cè)定了樣品的結(jié)構(gòu)、程序升溫還原測(cè)定了樣品的還原性. 本工作得到以下主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果: (1) 以共沉淀方法制備Co/CeO<,2>催化劑的最佳條件為老化24h、Co<,3>O<,4>含量10wt﹪,焙燒溫度650℃；以浸漬法制備

3、Co/Ce02催化劑的最佳條件為浸漬Co<,3>O<,4>含量20wt﹪,焙燒溫度650℃. (2)在還原預(yù)處理和40,000ml/h.g.cat空速條件下催化劑表現(xiàn)出良好的活性和選擇性. (3)載體中Ti的加入并不能改善浸漬法制備的Co/CeO<,2>催化劑的性能. (4)對(duì)共沉淀法和浸漬法制備的Co/CeO<,2>催化劑分別進(jìn)行了40h穩(wěn)定性測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明CeO<,2>載體有效的改善了鈷催化劑的穩(wěn)定性.

4、 (5)XRD實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,催化劑的主要物相組成為Co<,3>O<,4>和CeO<,2>,鈷鈰氧化物催化劑組分的分散程度和相互作用對(duì)催化劑的性能有很大影響. (6)FPR實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Co<,3>O<,4>的還原是經(jīng)過(guò)了Co<,3>O<,4>還原到CoO然后再還原到金屬Co的兩個(gè)過(guò)程,Co<'0>是催化劑的活性組分.不同方法制備的催化劑,Co<,3.O<,4>和CeO<,2>的相互作用不同,導(dǎo)致催化劑在活性和選擇性上有不同