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《天津大学》 2009年
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乙醇水蒸气重整制氢改性镍基催化剂研究

张利峰  
【摘要】: 目前,乙醇水蒸气重整制氢是燃料电池氢源技术中的研究热点问题之一,研制低温活性好、氢气选择性高以及稳定性好的催化剂是其中的关键环节之一。 本文首先以尿素作为沉淀剂采用沉积-沉降法制备出NiM/γ-Al_2O_3·(无定形)SiO_2(M= La, Co, Cu, Zr和Y)催化剂,研究第二金属La、Co、Cu、Zr或Y的添加对Ni/γ-Al_2O_3·(无定形)SiO_2催化剂上乙醇水蒸气重整制氢性能的影响,结果表明: Cu、Co、La或Y能有效的提高Ni/γ-Al_2O_3·(无定形)SiO_2催化剂的低温催化性能。从TPR可以看出:添加La、Y或Zr能促使活性金属组分进入到载体中,通过金属与载体之间的相互作用形成金属-铝酸盐相(或硅酸盐相),有利于活性金属的分散。从XPS可以看到:La和Co的添加能极大地提高还原后催化剂表面单质Ni的含量。XRD显示:La的加入能有效的降低Ni组分的晶粒尺寸。NH3- TPD显示催化剂中加入La和Co可以有效的降低催化剂的酸度,反应后催化剂的TGA结果证明:La和Co的加入能有效的减少催化剂表面石墨碳的沉积。NiCo/γ-Al_2O_3·(无定形)SiO_2和NiLa/γ-Al_2O_3·(无定形)SiO_2催化剂的氢气选择性随着温度的升高和水醇比的增加而升高,随着空速的增加而降低。NiLa/γ-Al_2O_3·(无定形)SiO_2催化剂的氢气选择性在300℃时达到55.0%,到650℃时达到99.0%。值得注意的是CO的选择性400℃时只有0.67%。 其次,考察焙烧温度、金属含量以及载体对Ni-Cu催化剂性能和结构的影响,发现650℃下焙烧的催化剂氢气选择性最高,活性金属组分Ni、Cu很均匀的分散在载体中,Cu含量为5%时,催化剂的氢气选择性最好。经过MgO改性的γ-Al_2O_3负载的Ni-Cu催化剂,有较高的氢气选择性和较低的甲烷选择性,经XRD表征该催化剂中的载体中存在MgAl2O4相能阻止催化剂中的Ni、Cu的聚集长大。 并且考察了Co含量和载体对Ni-Co催化剂性能的影响,结果表明:Co含量为5%时,催化剂有较好的氢气选择性,从催化剂的XRD得出:含5%Co的催化剂NiO和Co3O4的晶粒尺寸较小,分散度较好。经活性测试发现:γ- Al_2O_3·(无定形)SiO_2负载的Ni-Co催化剂的低温活性较好。 最后对不同载体(γ-Al_2O_3、SiO_2和γ- Al_2O_3·(无定形)SiO_2)负载的Ni-La催化剂进行稳定性测试,结果表明γ- Al_2O_3·(无定形)SiO_2负载的Ni-La催化剂在整个100小时稳定性测试的过程中不产生乙烯。氢气的选择性保持在67.0%左右。对经过稳定性测试后的Ni-La催化剂进行热重和XPS分析,发现γ- Al_2O_3(·无定形)SiO_2负载的Ni-La催化剂积碳量仅仅是0.86 g C g-1cat ,石墨碳占42.81%,得出结论:在γ- Al_2O_3负载的Ni基催化剂中添加Si可以有效的降低积碳量,增强催化剂的稳定性。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TQ426.81

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【引证文献】
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1 黄思富;谌伟庆;马洪波;石秋杰;;反相微乳法制备Ni/CeO_2纳米复合催化剂催化乙醇水蒸气重整制氢[J];中国稀土学报;2012年02期
【参考文献】
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1 田春芝;电动汽车燃料电池系统现状研究与分析[J];北京汽车;2000年04期
2 孙杰,吴锋,邱新平,王国庆,朱文涛,陈实,陈立泉;燃料电池的氢源技术——乙醇重整制氢研究进展[J];电源技术;2004年07期
3 王卫平,吕功煊;乙醇催化制氢研究进展[J];化学进展;2003年01期
4 胡冠;徐绍平;刘淑琴;;生物质催化气化制氢催化剂研究进展[J];林产化学与工业;2005年S1期
5 席靖宇,吕功煊,王志飞;Cu/Zn、Cu/Zn/Ni催化剂甲醇部分氧化制氢[J];物理化学学报;2001年07期
【共引文献】
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1 马向国,顾文琪;液态金属离子源发射尖的制备工艺与技术[J];微纳电子技术;2005年03期
2 张占军,李经建,吴锡尊,张文智,蔡生民;肾上腺素电氧化生成肾上腺素红的反应动力学研究[J];北京大学学报(自然科学版);2001年02期
3 庞志成,胡玉春;燃料电池技术原理和应用[J];节能与环保;2002年12期
4 综述,胡吉明,吴继勋,孟惠民,朱艳冗,杨德钧;析氧用Ti基尺寸稳定性阳极的应用和发展[J];表面技术;1999年05期
5 聂明;张连营;李庆;何璧;;质子交换膜燃料电池研究现状[J];表面技术;2012年03期
6 周俊波,王奎升,申会堂,王少波;氧分离器腐蚀失效分析[J];船舶工程;2003年01期
7 刘春涛,史鹏飞,张菊香;Au/Fe_2O_3催化剂的制备及其对富氢气体中一氧化碳选择性氧化的催化性能[J];催化学报;2004年09期
8 胡风平;沈培康;;乙醇在碳修饰的二氧化钛纳米管负载的钯电催化剂上的催化氧化[J];催化学报;2007年01期
9 戴忠旭,汪的华,邹津耘,周运鸿;碳酸铅作为铅酸蓄电池电极材料的研究[J];电池;1999年04期
10 梅付名,董泽华,莫婉玲,王宏伟,陈泽宪;基础电化学实验的计算机测控系统[J];大学化学;2004年06期
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1 吕文龙;陈松平;孙道恒;;多孔氧化铝薄膜的制备及其应用[A];福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专题学术年会论文集[C];2005年
2 舒心;高繁星;何静;;水滑石层状前体制备光催化剂[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
3 王卫平;吕功煊;;助剂对Ni-Fe催化剂乙醇部分氧化反应的影响[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
4 马向国;顾文琪;;纳米聚焦离子束系统液态金属离子源的研制[A];中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集(一)[C];2005年
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1 吴波;电化学合成羟基磷灰石涂层及其性能研究[D];大连理工大学;2011年
2 叶同奇;生物油水汽重整制氢及由生物质合成气合成低碳醇的研究[D];中国科学技术大学;2011年
3 刘俊;多元醇液相重整制氢的催化剂研究[D];复旦大学;2011年
4 尤占平;生物质炭催化重整热解焦油技术研究[D];天津大学;2010年
5 陈顺权;钙钛矿负载镍催化剂用于乙醇水蒸气重整制氢反应的研究[D];天津大学;2010年
6 李水荣;纳米构筑Ni-ZrO_2催化剂催化乙醇蒸汽重整制氢[D];天津大学;2011年
7 靳昀;致密透氧膜反应器在乙醇氧化重整制氢反应中的应用[D];天津大学;2011年
8 张尤华;生物质一体化制氢研究[D];华东理工大学;2012年
9 胡陈果;碳纳米管的电化学性质及应用研究[D];重庆大学;2003年
10 单文娟;铜一铈固溶体催化剂的制备、表征及甲醇氧化重整制氢的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2004年
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1 邢士玉;镁铝氧化物催化生物质衍生物的羟醛缩合研究[D];郑州大学;2010年
2 石非;20kW燃料电池动力装置系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张毅;含水乙醇重整燃料发动机用催化剂试验研究[D];武汉理工大学;2011年
4 张丽雷;航空煤油重整制氢负载型镍基催化剂的研究[D];大连理工大学;2011年
5 曹科伟;苯丙氨酸及其银掺杂的修饰电极的制备与应用[D];曲阜师范大学;2011年
6 凌敏;甲醇蒸气重整制氢和CO选择氧化:整装式微纤结构化Pd-ZnO/Al_2O_3和Pt-Co/Al_2O_3催化剂研究[D];华东师范大学;2011年
7 常晓培;高结晶性规则形貌镍锰层状双金属氢氧化物的制备及表征研究[D];陕西师范大学;2011年
8 张鹏;乙醇水蒸气重整制氢镍基催化剂研究[D];郑州大学;2011年
9 赵莉丽;铜掺杂氧化镍电致变色薄膜的制备及性能研究[D];中国海洋大学;2011年
10 彭子青;La_2O_2CO_3负载Ni(Fe,Co)催化剂催化乙醇水蒸气重整制氢的研究[D];南昌大学;2011年
【同被引文献】
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1 杨宇,吴绯,马建新;载体对镍催化剂催化乙醇水蒸气重整制氢反应性能的影响[J];催化学报;2005年02期
2 蔡炳新;詹拥共;夏文龙;谢顺吉;蔡炽;刘玉章;曾若生;;微乳-凝胶法制备氧化钼/二氧化硅纳米复合氧化物及形貌控制[J];硅酸盐学报;2007年03期
3 肖益鸿,罗海燕,郑起,詹瑛瑛,魏可镁;微乳法制备Au/Al_2O_3催化剂及其催化氧化CO性能的研究[J];合成化学;2005年04期
4 白守礼;石冰洁;王良士;崔梅生;李殿卿;罗瑞贤;陈霭璠;;逆微乳液体系研制镧系六铝酸盐甲烷燃烧催化剂[J];中国稀土学报;2011年02期
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1 胡雪娟;ZrO_2及ZrO_2基复合载体负载镍催化苯加氢制环己烷的研究[D];南昌大学;2007年
【二级引证文献】
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1 陈志胜;郭海福;闫鹏;;微乳体系应用于制备固体超强酸催化剂的研究[J];化学研究与应用;2013年09期
【二级参考文献】
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1 田春芝;电动汽车燃料电池系统现状研究与分析[J];北京汽车;2000年04期
2 李增喜,陈霄榕;贵金属铂对镍基催化剂上萘转化性能的影响[J];催化学报;2003年04期
3 席靖宇,吕功煊;NiCu/ZnO催化剂的甲醇裂解制氢研究[J];分子催化;2001年03期
4 王艳辉,王树东,吴迪镛;PEMFC制氢技术现状[J];环境科学进展;1999年01期
5 侯斌,吕子安,李晓辉,李定凯;生物质热解产物中焦油的催化裂解[J];燃料化学学报;2001年01期
6 郭建维,宋晓锐,崔英德;流化床反应器中生物质的催化裂解气化研究[J];燃料化学学报;2001年04期
7 周劲松,王铁柱,骆仲泱,张晓东,王树荣,岑可法;生物质焦油的催化裂解研究[J];燃料化学学报;2003年02期
8 王铁军,常杰,吴创之,陈勇;生物质气化焦油催化裂解特性[J];太阳能学报;2003年03期
9 席靖宇,吕功煊,王志飞;Cu/Zn、Cu/Zn/Ni催化剂甲醇部分氧化制氢[J];物理化学学报;2001年07期
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1 钱玲,吕功煊;可控粒径纳米Rh的液相还原法制备及其在甲醇重整制氢反应中的应用[J];高等学校化学学报;2005年03期
2 王艳辉,吴迪镛;汽油氧化重整制氢反应镍催化剂的实验研究[J];低温与特气;2000年06期
3 汪璐;王铁军;张琦;徐莹;常杰;;Z204催化剂上生物油水相重整制氢反应[J];石油化工;2008年03期
4 张超;郎林;阴秀丽;吴创之;;生物乙醇重整制氢反应器[J];化学进展;2011年04期
5 王艳辉,王树东,吴迪镛;PEMFC制氢技术现状[J];环境污染治理技术与设备;1999年01期
6 吴倩,王弘轼,朱炳辰,朱子彬,钟娅玲;甲醇催化重整制氢反应器的二维模拟及管径的选取[J];华东理工大学学报;2004年01期
7 李吉刚;孙杰;程玉龙;张立功;;微反应器在重整制氢系统中的应用与进展[J];现代化工;2010年08期
8 王艳辉,张金昌,吴迪镛;汽油氧化重整制氢反应催化剂失活因素研究[J];化学工业与工程技术;2002年02期
9 李吉刚;孙杰;陈立泉;李弘;程玉龙;张立功;董中朝;;处于商业化前夜的乙醇低温重整制氢催化技术[J];农业工程技术(新能源产业);2009年05期
10 潘立卫,王树东;板翅式反应器中甲醇水蒸气重整制氢[J];化工学报;2005年03期
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1 石国军;崔群;张志勇;姚虎卿;;甲醇水蒸气重整制氢Cu/ZnO/Al_2O_3催化剂的研究[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2004年
2 董新法;蔡秀兰;林维明;;过渡金属对甲烷自热重整制氢Ni/ZrO_2-CeO_2-Al_2O_3催化剂的影响[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2006年
3 杨修春;韦亚南;康晓春;;甲烷重整制氢用催化剂的制备与表征[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
4 李小年;项益智;姜莉;;一类新的液相催化氢化反应体系的提出[A];第三届全国化学工程与生物化工年会邀请报告[C];2006年
5 曾凯;陈鸿庆;余皓;彭峰;王红娟;潘敏强;汤勇;;车载甲醇重整制氢微反应器系统的研究[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2006年
6 胡勋;吕功煊;;Ni-Co催化剂催化乙酸水蒸汽重整制氢的研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(上册)[C];2006年
7 傅玉川;洪涛;沈俭一;;碳纳米纤维表面酸性修饰及其在甲缩醛重整制氢中的应用[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
8 宋凌珺;李兴虎;李聪;黄敏;;等离子体制氢技术在汽车中的应用[A];第七届全国氢能学术会议论文集[C];2006年
9 孙清;傅玉川;沈俭一;Aline Auroux;;磷酸铌的酸性及其酸催化性能研究[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
10 李水荣;马新宾;;乙醇水蒸汽重整制氢Ni/ZrO_2催化剂的研究[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
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1 明峰;燃料电池氢源开发获重大突破[N];中国有色金属报;2005年
2 张华民;燃料电池:各国争相投入的洁净高效能源[N];中国化工报;2005年
3 王蔚;国产燃料电池汽车研发追上世界水平[N];中国工业报;2006年
4 全国政协委员、科技部部长 徐冠华;地球 全人类共同的家园[N];人民政协报;2002年
5 记者 钟慧;上海新能源车下半年示范运行[N];文汇报;2006年
6 王毅俊;“氢能车”将挑战传统车[N];上海科技报;2008年
7 本报记者  阮晓琴;BP携GE“掘金”氢能发电产业[N];上海证券报;2006年
8 刘林森;竞争焦点:“零污染”[N];科技日报;2002年
9 本报记者  王蔚;我国氢能轿车研发水平与世界同步[N];经济参考报;2006年
10 通讯员 李振国;制氢的本事越来越大[N];中国船舶报;2001年
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1 王艳辉;汽油氧化重整制氢反应过程研究[D];中国科学院大连化学物理研究所;2001年
2 吴嵘;反应吸附强化焦炉煤气水蒸气重整制氢研究及其工艺评价[D];浙江大学;2014年
3 高宁博;高温过热水蒸气的制备及生物质高温气化重整制氢特性研究[D];大连理工大学;2009年
4 王胜;PEMFC甲醇自热重整制氢体系关键过程优化[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2006年
5 汪丛伟;蜂窝催化剂中甲醇自热重整制氢反应的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2006年
6 李信宝;生物油催化重整制氢和草酸二甲酯加氢合成乙二醇研究[D];浙江大学;2013年
7 董婷;负离子自由基发射功能材料在苯酚合成及乙醇水蒸气重整制氢上的应用[D];中国科学技术大学;2007年
8 陈亚中;镍催化剂上烃类燃料重整制氢新工艺过程的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2006年
9 薛青松;抗硫中毒汽油/柴油重整制氢Pt催化剂的制备、表征和性能研究[D];华东师范大学;2009年
10 冯冬梅;二甲醚重整制氢催化反应过程的研究[D];清华大学;2009年
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1 吴成;钯膜反应器中反应吸附强化甲烷水蒸气重整制氢的研究[D];浙江大学;2013年
2 曹卫强;Zn-Cr催化剂上甲醇氧化重整制氢研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2006年
3 陈文艳;环境友好条件下甲烷等离子体重整制氢的研究[D];大连海事大学;2009年
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6 袁建丽;新型太阳能热利用系统集成研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2007年
7 刘波;乙醇水蒸气重整制氢的热力学分析[D];天津大学;2008年
8 王皓;乙醇蒸汽重整制氢Pd/Al_2O_3催化剂的研究[D];天津大学;2006年
9 程报;柴油机EGR掺氢燃烧及柴油废气重整化学动力学建模[D];合肥工业大学;2007年
10 徐谦;柴油废气重整的化学动力学建模及敏感性分析[D];合肥工业大学;2009年
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