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《华南理工大学》 2000年
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甲醇催化氧化重整反应制氢的研究

陈兵  
【摘要】:甲醇催化氧化重整反应是将甲醇部分氧化和甲醇水蒸汽重整结合起来进行热耦合反应,以解决甲醇水蒸汽重整需外供热和甲醇部分氧化法氢的含量不高的缺陷。本研究以燃料电池电动车为应用背景,开发高活性、高选择性和稳定性的甲醇催化氧化重整制氢反应的催化剂为主要研究目标,提出并设计了该反应体系的催化剂,研究了该反应体系的工艺条件。 通过对催化剂制备条件的考察,确定Cu/Zn/Ce/Al催化剂制备的最佳方法是共沉淀法,采用并流法将碱液和硝酸盐溶液共沉淀,控制溶液的PH=6.7—9.0范围,焙烧温度为450-550℃之间。 还原活化方法对催化剂活性影响研究表明,对甲醇水蒸汽重整反应用H_2还原时催化剂的活性较好,且反应的诱导期短;而对于甲醇催化氧化重整反应,用氢还原与用甲醇和水蒸汽直接还原对催化剂的活性及反应诱导期的影响没有太大的区别,但用甲醇和水蒸汽直接还原时可省去用氢还原的过程,能简化反应的工艺流程。 研究表明,Cu/Zn/Al系催化剂对甲醇水蒸汽重整反应有较好的活性,氢和二氧化碳的选择性较高,一氧化碳的含量均能控制在1%以下,其中以Cu_(60)Zn_(30)Al_(10)和Cu_(60)Zn_(30)Al_5Ce_5的催化效果最佳;最佳的反应条件是:温度为260℃,H_2O:CH_3OH=1-1.2:1之间,甲醇和水以5ml/h.gcat的进样量为宜,此时甲醇的转化率可达到98%以上,对氢的选择性为100%。 用Cu_(60)Zn_(30)Al_5Ce_5为催化剂,甲醇催化氧化重整反应较佳的反应条件是:压力为0.1MPa,温度为240℃,CH_3OH:H_2O=1:0.8,CH_3OH:O_2=4:1,此时,甲醇的转化率为97.75%,氢的产率为0.3632mol/hgcat,CO_2和H_2的选择性分别为94.35%和95.03%,CO的含量为1.78%。 催化剂的XRD和XPS研究表明,CeO_2的加入,由于氧化还原对Ce~(4+)/Ce~(3+)的作用有利于Cu~(1+)的形成,对提高催化剂的活性有一定的影响。反应后的XRD和XPS研究表明,反应前后Cu元素的价态发生了变化,其中低价态的Cu~(1+)含量有所增加,从而说明Cu~(1+)在反应过程中的催化作用。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:O643.32;TQ116.2

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【引证文献】
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1 王亮;发泡镍负载CuO/ZnO/Al_2O_3对甲醇水蒸气重整制氢气的催化作用[D];北京化工大学;2007年
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1 吴晓晖,刘金尧,刘崇微,朱起明,何菲;CuO/ZnO/Al_2O_3合成甲醇催化剂的制备方法[J];催化学报;1998年02期
2 缪建英,蔡俊修;Ce_(0.5)Zr_(0.5)O_2固溶体的原位拉曼光谱[J];催化学报;1999年01期
3 衣宝廉;燃料电池现状与未来[J];电源技术;1998年05期
4 衣宝廉;质子交换膜型燃料电池(PEMFC)——国内外状况与主要技术问题[J];电源技术;1997年02期
5 高俊文,张勇,霍尚义;国内外合成甲醇催化剂研究进展[J];工业催化;1999年05期
6 曾健青,张镜澄,钟炳;单晶表面上水-气转移反应动力学及可逆吸附的作用—─Monte Carlo 模拟研究[J];分子催化;1997年03期
7 许勇,陈建新,汪仁,史建公;CO_2加氢合成甲醇的Cu-Zn-Al-O催化剂性能与焙烧温度的关系[J];天然气化工(C1化学与化工);1995年04期
8 李平,陈跃强,陈树滋,龚茂初,李莉;原位红外研究Pd/Al_2O_3催化CO氧化反应[J];天然气化工(C1化学与化工);1995年03期
9 田立朋,李伟善;直接甲醇燃料电池研究进展[J];现代化工;1998年05期
【共引文献】
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1 赖振宇,徐光亮,陈其;水热法制备氧化锌陶瓷粉料[J];佛山陶瓷;2004年02期
2 房德仁,李海洋,李士芹,张慧敏,刘中民;低压合成甲醇催化剂母料变色点性质的研究[J];燃料化学学报;2003年06期
3 房德仁,刘中民,黎晓琼,张慧敏,许磊,徐秀峰;沉淀pH对CuO/ZnO/Al_2O_3系催化剂前体性质的影响[J];石油化工;2004年07期
4 房德仁,刘中民,张慧敏,许磊,徐秀峰,索掌怀;沉淀温度对CuO/ZnO/Al_2O_3系催化剂前驱体性质的影响[J];天然气化工(C1化学与化工);2004年04期
5 董宗木,苏桂琴,褚道葆,周幸福,朱琼霞;铂微粒修饰纳米二氧化钛电极对甲醇催化氧化的研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2003年04期
6 朱红,许韵华,李战国;质子交换膜燃料电池的研究进展[J];北方交通大学学报;2003年06期
7 陈海清,王金全,薛洪熙,王文平,王强;氢能与质子交换膜燃料电池[J];兵工自动化;2005年01期
8 金钧,王道,武少华,叶青,周克斌;镧、铈比对Pd-TWC性能的协同效应[J];北京工业大学学报;2000年02期
9 李佩珩,阎红,傅昕,曾潞,郑菁英;后处理工艺对Pd催化剂活性的影响[J];北京工业大学学报;2000年03期
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1 张日清;周震涛;;直接甲醇燃料电池三元阳极催化剂的研制[A];电动车及新型电池学术交流会论文集[C];2003年
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6 范能全;范永仙;周春晖;谢华丽;李明燕;葛忠华;李小年;;催化脱水反应及其催化剂的研究和开发[A];第四届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2007年
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7 袁鹏;硅藻土的提纯及其表面羟基、酸位研究[D];中国科学院广州地球化学研究所;2001年
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9 魏迎旭;正丁烷一步异构脱氢反应及金属—分子筛双功能催化作用的研究[D];中国科学院大连化学物理研究所;2001年
10 高旭;城市污水处理工艺能量平衡分析研究和应用[D];重庆大学;2002年
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4 苏育才;Pt-La_2O_3-TiO_2/C阳极催化剂的制备及在燃料电池中的电化学性能[D];福建师范大学;2007年
5 秦亮;Pt-TiO_2/Ti纳米复合电极的制备及其电化学性能研究[D];南京航空航天大学;2007年
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1 李言浩,马沛生,苏旭,胡孔诚,郝树仁,程玉春;铜系催化剂上甲醇蒸气转化制氢过程的原位红外研究[J];催化学报;2003年02期
2 王艳华;张敬畅;徐恒泳;;甲醇水蒸气重整制氢Pd/ZnO催化剂还原过程中Pd与ZnO的相互作用[J];催化学报;2006年03期
3 汤颖;刘晔;路勇;朱萍;何鸣元;;CuZnAl水滑石衍生催化剂上甲醇水蒸气重整制氢 Ⅰ.催化剂焙烧温度的影响[J];催化学报;2006年10期
4 陈延禧,黄成德,孙燕宝;聚合物燃料电池的研史与开发[J];电池;1999年06期
5 张新荣,史鹏飞;燃料电池富氢气体制备的研究[J];电池;2002年05期
6 汤宏伟,陈宗璋,钟发平;泡沫镍的制备工艺及性能参数[J];电池工业;2002年06期
7 毛宗强;氢能离我们还有多远——我国燃料电池现状、差距及对策[J];电源技术;2003年S1期
8 王志飞,席靖宇,王卫平,吕功煊;Cu/Cr催化剂上的甲醇部分氧化制氢[J];分子催化;2001年05期
9 周广林,房德仁,程玉春,杨玉兰;铜基甲醇合成催化剂失活原因的探讨[J];工业催化;1999年04期
10 董新法,陈兵,林维明;CeO_2对甲醇水蒸汽重整反应催化剂的影响[J];华南理工大学学报(自然科学版);2002年04期
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1 汤颖;CuZnAl水滑石衍生及纤维结构化ZnCaAl催化剂上MSR制氢[D];华东师范大学;2007年
【二级参考文献】
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1 方百增,刘新宇,王新东,段淑贞;熔融碳酸盐燃料电池阳极材料表面改性[J];电化学;1997年02期
2 林化新,衣宝康,李乃朝,曲天锡,张恩浚,孔连英,程英才;用流铸法制备MCFC隔膜的性能研究[J];电化学;1998年04期
3 衣宝廉;质子交换膜型燃料电池(PEMFC)——国内外状况与主要技术问题[J];电源技术;1997年02期
4 曾健青,钟炳,罗庆云,王琴,相宏伟;用晶型超细粒子ZrO_2制备SO_4~(2-)/ZrO_2超强酸催化剂的研究[J];分子催化;1993年06期
5 张玉龙,王欢,邓景发;制备方法对超细Cu/ZnO/Al_2O_3催化剂上CO_2+H_2合成甲醇的影响[J];高等学校化学学报;1994年10期
6 李继光,孙旭东,茹红强,郝士明;湿化学法合成单分散陶瓷超微粉体的基本原理[J];功能材料;1997年04期
7 沈凯,潘章文;NC208型甲醇合成催化剂性能及其工业应用[J];工业催化;1998年05期
8 衣宝廉,梁炳春,曲天锡,张恩浚;千瓦级水下用氢氧燃料电池[J];化工学报;1992年02期
9 李基涛,张伟德,高利珍;Mn助剂对甲醇合成Cu-Zn-Al催化剂的影响[J];天然气化工(C1化学与化工);1998年01期
10 韩佐青,司永超,陈延禧,杨兰生;采用Nafion粘结剂的PEMFC氧电极研究[J];物理化学学报;1997年05期
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7 杨成,任杰,孙予罕;焙烧温度对CeO_2改性Pd/Al_2O_3甲醇分解催化剂性能的影响[J];燃料化学学报;2001年S1期
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8 徐杰;盛学斌;杜中田;;NO~+催化氧化芳基甲醇的研究[A];中国化学会第26届学术年会绿色化学分会场论文集[C];2008年
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8 高文涛;催化氧化饱和碳原子功能化研究[D];大连理工大学;2000年
9 赵德明;US/UV系统催化氧化降解酚类有机物的研究[D];浙江大学;2003年
10 刘小秦;环已烷仿生催化氧化工业应用研究[D];湖南大学;2004年
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1 张朝晖;金属离子液相催化氧化烟气脱硫的研究[D];华北电力大学;2002年
2 胡学伟;超声—催化氧化—生物组合技术处理垃圾渗滤液的研究[D];昆明理工大学;2004年
3 肖俊饮;金属卟啉催化氧化环已烷连续性试验研究[D];湖南大学;2004年
4 刘成军;软锰矿浆催化氧化烟气SO_2产酸过程研究[D];四川大学;2004年
5 孔祥吉;微波与催化氧化组合技术在水处理中的应用[D];黑龙江大学;2004年
6 李钦武;催化氧化法回收低浓度SO_2烟气中硫资源的研究[D];湘潭大学;2004年
7 童小双;生物催化氧化烟气二氧化硫的研究[D];四川大学;2005年
8 麻国荣;直馏柴油催化氧化脱硫工艺研究[D];天津大学;2005年
9 徐彩霞;选择性催化氧化对甲酚制备对羟基苯甲醛的研究[D];兰州大学;2006年
10 沈庆峰;低压催化氧化处理铅阳极泥工艺研究[D];昆明理工大学;2003年
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