采用浸漬法和共沉淀法制備了Ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的10%Ni/Ce_0.9Gd_0.1O_1.95催化劑,通過X射線衍射、N₂物理吸附與H₂脈沖化學(xué)吸附、H₂程序升溫還原等技術(shù)表征了催化劑的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),并考察了其催化甘油水蒸汽重整制氫反應(yīng)性能。結(jié)果表明,浸漬法制備的10%Ni/Ce_0.9Gd_0.1O_1.95-S催化劑的活性最佳,該催化劑上Ni晶粒小、分散度高,形成氧空穴使得催化劑抗積炭能力大大提高,所以活性、氫氣選擇性較高,穩(wěn)定性也較好。同時(shí)考察了水與甘油物質(zhì)的量比和泵流速對(duì)甘油重整反應(yīng)性能的影響,發(fā)現(xiàn)在水與甘油物質(zhì)的量比為24∶1,泵流速為0.06 mL·min^-1的條件下,甘油幾乎完全轉(zhuǎn)化,氫氣選擇性也非常高,而且反應(yīng)10 h沒有失活。 

【文章來源】：工業(yè)催化. 2020,28(08)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

不同方法制備的Ni/Ce0.9Gd0.1O1.95催化劑XRD圖

圖2為不同方法制備的催化劑H2-TPR譜圖。從圖2可以看出,浸漬法制備的兩種催化劑分別有三個(gè)還原峰,約出現(xiàn)在240 ℃、320 ℃和730 ℃。結(jié)合文獻(xiàn)[2]報(bào)道,第一個(gè)小的還原峰歸屬于吸附氧的還原峰,載體晶格中進(jìn)入鎳后形成氧空穴,氧空穴吸附氧;第二個(gè)還原峰則是載體表面CeO2還原峰與載體上分散的小晶粒NiO還原峰的重疊峰,結(jié)合文獻(xiàn)[3]報(bào)道,純NiO還原溫度約在360 ℃,比催化劑中NiO還原溫度高,這是因?yàn)榇呋瘎┲蠳iO顆粒小于純的NiO顆粒。已有文獻(xiàn)[4-7]報(bào)道,在CeO2負(fù)載的金屬催化劑上,金屬吸附氫會(huì)對(duì)載體產(chǎn)生溢流效應(yīng),小晶粒NiO還原出的Ni0對(duì)載體有氫溢流作用,使得載體表面的CeO2還原溫度向低溫方向移動(dòng)。最后一個(gè)還原峰屬于體相CeO2還原峰。共沉淀法制備的催化劑只有320 ℃和750 ℃左右的兩個(gè)還原峰。第一個(gè)峰是載體表面CeO2還原峰與載體上分散的小晶粒NiO還原峰的重疊峰,另一個(gè)還原峰是體相CeO2的還原峰�？傮w上,浸漬法制備的兩種催化劑上NiO與載體體表面CeO2的疊加還原峰向低溫方向偏移,表明共沉淀法制備的催化劑中NiO與分散在載體中的CeO2較難還原。

在壓力101.324 kPa, 溫度500 ℃,水與甘油物質(zhì)的量比為24∶1,泵流速為0.06 mL·min-1,載氣N2流速為33 mL·min-1的條件下,不同方法制得的10%Ni/Ce0.9Gd0.1O1.95催化劑催化甘油水蒸汽重整反應(yīng)制氫性能見圖3。由圖3可以看出,反應(yīng)初始階段,三種催化劑上甘油轉(zhuǎn)化率都較高,其中浸漬法制得的10%Ni/Ce0.9Gd0.1O1.95-I催化劑上甘油轉(zhuǎn)化率為96.5%,10%Ni/Ce0.9Gd0.1O1.95-S催化劑上甘油轉(zhuǎn)化率約為100%,共沉淀法制得的10%Ni/Ce0.9Gd0.1O1.95-C催化劑上甘油轉(zhuǎn)化率為81.9%。同時(shí)浸漬法制得的兩種催化劑穩(wěn)定性較好,而在10 h的反應(yīng)時(shí)間內(nèi),共沉淀法制得的催化劑一直在失活。


本文編號(hào)：3413073