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过渡金属掺杂铝硅酸盐的表征及性能研究

2021-07-08杨育兵孙松吴洪达

精细石油化工 2021年3期
关键词:催化剂

杨育兵,孙松,吴洪达

(柳州工学院,广西 柳州 545000)

氢气是一种优质的燃料,具备能效高、无污染等优良特性,近年来引起广泛科研工作者的关注。利用乙醇水蒸气重整制氢(ESR)[1-2]具备无污染、成本低、安全性能高等优点,成为最有前景的制氢工艺之一[3]。在乙醇水蒸气重整制氢过程中,所用的催化剂主要有Cu系[4-5]、Ni系[6-8]、Co系等[9-10],但催化剂均易产生积碳或烧结而失活;为此,人们试图通过添加助剂,增强活性中心对反应物的吸附,提高其抗积碳性能[11]。铝硅酸盐具有适宜的氧化还原性和酸碱性,是一种良好的催化剂载体,在铝硅酸盐中添加过渡金属Fe、Co、Ni,能改变其酸碱性和氧化还原性,获得稳定的晶体。

本工作以NaOH为沉淀剂,采用共沉淀法制备过渡金属掺杂铝硅酸盐载体,分别制备了5种过渡金属掺杂型催化剂,考察了催化剂在ESR中的活性,利用BET、H-TPR及TPD等技术对试样进行了表征。

1 实 验

1.1 主要原料

氢氧化钠,广东光华科技股份有限公司;硝酸铁,天津科密欧化学试剂有限公司;硝酸钴、偏硅酸钠、十六烷基三甲基溴化铵,西陇化工股份有限公司;以上试剂均为分析纯。氢气(φ≥99.999%)、氮气(φ≥99.999%)、氩气(φ≥99.999%),佛山市华特气体有限公司。

1.2 Mx-MCM(MR3-x(AlxSi3O10)(OH)2)催化剂的制备

1)将硅酸钠溶解在蒸馏水中获得硅酸钠溶液,升温至50 ℃,加入CTAB搅拌溶解完全后记为1#溶液。

2)将硝酸铝和过渡金属盐Mx(M:金属盐的种类;x:掺入金属原子的物质的量)溶于蒸馏水,得到2#溶液;将2#溶液以每秒一滴的速率滴加入1#溶液中,加入6 mol/L的NaOH调节其pH值,用磁力搅拌器不断搅拌得到悬浊液。……

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