Ni-Mg/RHA催化剂催化水蒸气焦油模型化合物重整反应研究
2021-02-02吴蔚樊啟洲易宝军刘弼臣
华中农业大学学报(自然科学版) 2021年1期
关键词:催化剂
吴蔚,樊啟洲,易宝军,刘弼臣
华中农业大学工学院,武汉 430070
生物质气化是转化生物质能的重要技术之一,但是副产物焦油的存在严重制约了气化技术的发展[1-2]。焦油的去除成为生物质气化技术面临的巨大挑战[3]。蒸汽重整被认为是将焦油转化为H2和CO的潜在技术[4]。开发制备简单、价格低廉、高活性和高稳定性的蒸汽重整催化剂是解决该问题的关键措施之一[5]。研究表明,镍基催化剂对焦油蒸汽催化重整反应有较高的活性[6-7]。在负载型金属(如Ni、Co、Fe、Pt、Pd等)催化剂中,相比负载贵金属和其他过渡金属催化剂,Ni基催化剂展现出良好的活性/成本比[8]。但是一般单金属Ni基催化剂容易形成积炭导致失活,需要对其进行改性[9]。通常将Ni基催化剂负载于载体上可以改善催化剂的活性。
研究发现,富含二氧化硅的稻壳灰(rice husk ash,RHA)可直接用作去除生物热转化产生的焦油的催化剂或载体[10]。Shen等[11]研究了原位生物质热解稻壳炭和炭载镍铁催化剂对焦油的干法重整,煅烧后Ni/炭(C-SiO2)对可凝性焦油的转化效率可达到93%,RHA上表面矿物对焦油转化也起到催化作用。此外,在二氧化硅载体上负载镍、铁、铜等过渡金属来增强催化活性。Blanco等[12]研究了一系列Ni/SiO2催化剂在两级热重整系统中制氢和焦油还原方面的适用性,结果表明通过溶胶-凝胶法制备的Ni/SiO2催化剂表现出最佳的性能。这些研究表明,RHA作为镍基催化剂的载体在焦油催化中的潜力巨大。
碱性金属氧化物添加到Ni基催化剂可以改善催化剂的积炭性能。……
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