22882.鎳基催化劑制備及在甲烷水蒸氣重整反應中的應用

1、碩士學位論文鎳基催化劑制備及在甲烷水蒸氣重整反應中的應用PreparationofNi—basedCatalystsandApplicationinSteamReformingofMethane學號：21107069塹童至量I』塾援完成日期：20145大連理工大學DalianUIliVersityofTecllIlology大連理工大學碩士學位論文摘要天然氣作為一種高效的優(yōu)質清潔能源，在世界能源消費結構中占有重要地位。氫氣作為一種清潔能

2、源和資源載體，在化工及煉油行業(yè)發(fā)揮重要作用。甲烷水蒸氣重整制氫是目前工業(yè)上最為成熟、經濟有效的制氫方法之一。催化劑是甲烷水蒸氣重整工藝的關鍵，貴金屬催化劑具有活性高、抗積炭能力強等優(yōu)點，但價格昂貴，實際應用受到限制。目前國內外的研究側重于活性高、價格相對便宜的鎳基催化劑。該類催化劑存在的主要問題是高溫下易燒結、抗積炭和抗硫中毒性能差。本文通過添加助劑、合成新型復合載體等方法制備鎳基催化劑，并通過XRD、H2TPR、N2吸附、TGDTG等

3、方法對載體和催化劑進行結構表征，并將其應用于甲烷水蒸氣重整過程，研究催化劑對反應性能影響。論文工作首先考察了Mo助劑的浸漬順序和浸漬量對催化劑結構及反應性能的影響。XRD結果表明，浸漬順序對催化劑的結構產生明顯影響。與先浸漬Mo、后浸漬Ni制得的催化劑相比，先浸漬Ni、后浸漬Mo得到的催化劑活性組分分散度較高，H2TPR結果說明該催化劑容易還原。隨著助劑Mo浸漬量增大，催化初始活性降低，但不同浸漬順序的催化劑初始活性降低幅度不同。當Mo

4、的浸漬量05姍％時，初始活性下降幅度較小，而且兩種浸漬方法制得催化劑表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性。TGDTG結果表明，助劑Mo的添加具有顯著減少積炭生成的作用。通過在原料氣中引入H2S進行催化劑的抗硫性能測試結果顯示，助劑Mo的浸漬順序和添加量不同，催化劑表現(xiàn)出不同的抗硫性能。先浸漬活性組分Ni、后浸漬Mo，Mo含量為02叭％時，催化劑抗硫中毒性能最好。其次制各了氧化鋁活性炭(AAC)復合載體，將氧化鋁和活性炭兩種載體通過蔗糖捏合，干燥后壓片成型

5、炭化得到。通過熱重分析確定載體前驅體的最佳炭化溫度為600℃，XIm結果說明復合載體前驅體在炭化過程中無新相生成。通過該方法合成的復合載體比表面積介于氧化鋁和活性炭之間，吸附等溫線為Ⅳ型，表現(xiàn)出介孔特性。利用炭材料高溫下具有還原性特點，以復合載體AAC作為載體，通過浸漬法將硝酸鎳浸漬于載體表面并進行高溫預處理，制得Ni／AAC催化劑。熱重分析確定催化劑前驅體最佳熱處理溫度為650℃，XRD分析顯示活性組分Ni在復合載體上分散均勻，Ni／