Cr 浸渍顺序对CuO-CeO2 催化剂催化甲醇水蒸气重整制氢性能的影响
2021-04-08赵瑛祁王东哲高志贤
冯 旭,赵瑛祁,张 娜,王东哲,张 磊,高志贤
(1. 辽宁石油化工大学 石油化工学院,辽宁 抚顺 113001;2. 抚顺职业技术学院 化学工程系,辽宁 抚顺 113122)
氢能被认为是一种理想的高效清洁能源[1]。目前,制氢主要采用烃类化合物重整技术[2]。甲醇因具有氢碳比高、氢气产率高、有害产物少等特点[3-5],被认为是最有前途的制氢原料之一。甲醇水蒸气重整(MSR)制氢所需反应温度低,产物中氢气含量高,储氢量可达到甲醇质量的18.8%[6]。Cu 基催化剂在MSR 反应中发挥着重要作用[7-9],对Cu 基催化剂的低温活性和氢选择性的改善是该领域的研究重点[10-12]。张新荣等[13]在Cu/Al2O3催化剂中掺杂了20%(w)的CeO2,将其用于MSR反应,实验结果表明,CeO2的掺杂提高了催化剂的活性和稳定性,当反应温度为250 ℃时,甲醇转化率可达95.5%。王东哲等[14-15]采用等体积浸渍法掺杂Cr,Zn,Y,La 等助剂对Cu/CeO2催化剂进行改性,并用于MSR 反应,发现Cr/Cu/CeO2催化剂的活性比Cu/CeO2催化剂提高了近10%。
本工作采用等体积浸渍法制备了CuO-CeO2催化剂,通过改变Cr 浸渍顺序对CuO-CeO2催化剂进行改性,研究了Cr 浸渍顺序对催化剂的结构、性质及催化MSR 反应性能的影响,建立催化剂的结构与性能的构效关系,为催化剂的设计提供理论依据。
1 实验部分
1.1 催化剂的制备
CeO2载体的制备:在80 ℃恒温水浴搅拌下,向0.1 mol/L 的硝酸铈溶液中滴加0.36 mol/L 的NaOH 溶液,待溶液pH=9 时,停止滴加,在搅拌转速为300 r/min 的条件下,继续搅拌2 h,冷却到室温,抽滤,滤饼冲洗5 次,将产物放进85 ℃的干燥箱中过夜烘干,然后在马弗炉中程序升温至450 ℃焙烧5 h,自然降温后得到CeO2载体。
催化剂的制备:用硝酸铜溶液等体积浸渍CeO2载体(m(Cu)∶m(CeO2)=1∶10),然后在120 ℃烘箱中干燥,再放入马弗炉中于450 ℃下焙烧3 h,得到CuO-CeO2;……
