甲醇水蒸气重整制氢CuO/La1-xCe x CrO3 催化剂
2021-02-24乔韦军肖国鹏庆绍军赵瑛祁耿忠兴高志贤
乔韦军 ,肖国鹏 ,张 磊,* ,庆绍军 ,赵瑛祁 ,耿忠兴 ,高志贤
(1.辽宁石油化工大学 石油化工学院,辽宁 抚顺 113001;2.中国科学院 山西煤炭化学研究所,山西 太原 030001)
随着环境污染问题的日益严峻,氢能由于其绿色环保的优势已经成为一个广泛研究的领域[1,2]。目前,制取氢气的方法主要有三种,为化石燃料制氢、生物质制氢和电解水制氢等[3,4]。由于甲醇具有较高的氢/碳物质的量比,廉价且易储存等众多特点,化石燃料制氢中的甲醇制氢已不断受到重视[5,6]。甲醇制氢方法一般分为三种[7],即甲醇水蒸气重整制氢(MSR)、甲醇分解制氢和甲醇自热重整制氢(ATR),其中,甲醇水蒸气重整法反应温度低且产物中CO 含量较少,应用较为普遍。高性能的MSR 催化剂一直是研究开发的关注点。
钙钛矿型氧化物的结构式为XYO3。通常X为稀土元素或者碱土元素(半径较大的阳离子),Y为元素周期表的过渡元素(半径较小的阳离子)。钙钛矿热稳定性突出,可以与活性组分产生相互作用防止它的烧结[8]。Wang 等[8]采用柠檬酸络合-浸渍法制备了钙钛矿负载双金属催化剂Co-Ni/LaFe0.7Co0.3O3用于乙醇水蒸气重整制氢。结果表明,Co-Ni/LaFe0.7Co0.3O3催化剂对乙醇水蒸气重整制氢反应具有良好的氢气选择性和催化活性。Glisenti等[9]采用柠檬酸法制备了LaCo0.7Cu0.3O3钙钛矿催化剂,并进行了MSR 反应性能评价,结果表明,当反应条件为400 ℃,甲醇质量空速(WHSV)为1 h-1,水醇物质的量比(H2O/MeOH(物质的量比))为6.3 时,甲醇转化率为82%。本课题组前期研究了CuO/LaNiO3催化剂[10]并进行了MSR 反应性能评价,当反应条件为300 ℃,甲醇气体空速(GHSV)为800 h-1,H2O/MeOH(物质的量比)= 1.2∶1时,甲醇转化率可达86.4%,重整尾气中CO 体积分数为28.5%,CH4体积分数为0.11%。……
