有机蒙脱土负载镍催化剂上乙醇重整制氢（英文）

采用浸渍法制备了有机改性蒙脱土(OMt)负载的Ni/有机蒙脱土(Ni/OMt)催化剂,用于乙醇重整制氢;通过XRD、FT-IR、H2-TPR、SEM、XPS和氮吸附等手段对催化剂进行了表征分析。结果表明,与未改性的蒙脱土负载的Ni催化剂(Ni/MMT)相比,有机改性可显著提高其比表面积、孔容和金属Ni的分散度,降低碳沉积量,改善Ni/MMT催化剂的稳定性。Ni/OMt催化剂表现出较高的乙醇重整制氢催化性能,在773 K下反应30 h,乙醇转化率保持在100%,氢气选择性为70%;而Ni/M M T催化剂在反应10 h即开始失活,碳沉积严重,同时产生副产物乙烯和乙醛。使用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性可促进Ni高分散在MMT层板上,抑制积炭对活性金属Ni包裹,提高其乙醇重整氢气选择性、降低乙烯和乙醛的选择性。     

Ni-Fe/蒙脱土催化剂催化乙醇水蒸气重整制氢的研究

采用浸渍法制备了一系列Ni-Fe/蒙脱土(MMT)催化剂,并应用于乙醇水蒸气重整制氢反应(ESR)。采用X射线衍射(XRD)、N_2吸附脱附分析和H_2-程序升温还原(H_2-TPR)表征手段对催化剂的物理化学性质、还原性能、碳沉积等进行了研究。结果表明,Ni-Fe/MMT催化剂中,Ni、Fe高度分散在载体MMT层间及表面,而且Fe的加入降低了Ni颗粒的粒径,增强了Ni~(2+)与载体的相互作用力。以10Ni5Fe/MMT为催化剂,在反应温度为500℃、水醇比为3∶1、空速为12 h~(-1),反应进行30 h后,乙醇转化率为100%,氢气选择性仍保持72%,副产物CO和CH_4含量明显降低。这是因为催化助剂Fe的引入,一方面,提高了Ni的分散度,使得ESR低温活性较好;另一方面,减小了Ni颗粒粒径,小颗粒的Ni有利于抑制甲烷的生成,并且Fe的加入加强了甲烷重整和水煤气变换反应,提高产物中氢气的选择性。     

介孔Ni/MgO催化剂催化水蒸气重整生物质油制氢

采用水热法制备了介孔MgO作为催化剂的载体,并制备了介孔Ni/MgO催化剂。利用N₂吸附-脱附、XRD、H₂-TPR等对样品进行表征,并考察了介孔Ni/MgO催化水蒸气重整糠醛、生物质油模型物和两种商用生物质油制氢的活性。结果表明,在介孔Ni/MgO催化剂催化水蒸气重整糠醛制氢反应中,随着反应温度的提高,水蒸气重整糠醛中糠醛的转化率、氢气的产率和氢气的选择性,都呈现递增的趋势。在反应温度提高到600℃时,糠醛的转化率和氢气的产率分别达到94.9%和83.2%。Ni/MgO催化水蒸气重整二组分模拟生物质油,糠醛/乙酸、糠醛/羟基丙酮制氢的反应中,氢气的产率分别达到87.3%和86.8%,均高于水蒸气重整糠醛反应中氢气的产率。由此表明,乙酸或羟基丙酮的存在,提高了模拟生物质油中主要有机物组分糠醛的转化率,并相应地提高了氢气的产率。在水蒸气重整商用生物质油制氢反应中,随着反应物水碳比(S/C(molar ratio)=5、10、15、20、25)的提高,主要有机物的转化率、氢气的产率和选择性呈现出增加的趋势。在水碳比为20时,两种生物质油的主要有机...     

蒙脱土负载（acac）2ZrCl2催化乙烯齐聚研究

利用蒙脱土（MMT）与(acac)2ZrCl2反应,制备了负载于H－蒙脱土层间的(acac)2ZrCl2催化剂,以AlEt2Cl为助催化剂时,该负载催化剂体系对乙烯剂聚具有很高的催化选择性,产物主要为α－烯径,如C6^=和C8^=。     

双功能催化体系制备聚丙烯/蒙脱土复合材料

为了制备聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料,将Brookhart型的乙烯齐聚催化剂负载于有机蒙脱土片层间,进一步与丙烯聚合茂金属催化剂进行复配得到双功能催化体系。采用这种双功能催化剂体系通过催化乙烯齐聚得到α-烯烃/蒙脱土的齐聚产物,进一步将丙烯与这种齐聚产物共聚,合成了一系列结构不同的聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料。通过气相色谱、X射线衍射(XRD)分析得出蒙脱土负载的铁系催化剂催化乙烯齐聚产物是以C_4~C_(16)为主的α-烯烃,蒙脱土以片层形式分散于齐聚产物的甲苯溶液中。研究了蒙脱土负载的铁系催化剂与共聚催化剂复配催化乙烯齐聚以及丙烯与齐聚产物共聚合的情况。通过XRD、透射电镜、差示量热分析、凝胶渗透色谱分析表征可知,蒙脱土以纳米片层剥离的形式均匀分散于聚丙烯基体中,聚丙烯/复合材料的结晶温度比纯聚丙烯有所下降,所得聚丙烯基体分子量在8.1×10~4~17.1×10~4g/mo L。     

改性蒙脱土催化剂制备及催化低浓度乙醇脱水制乙烯研究

采用硫酸将蒙脱土层间杂质溶出、板层发生层离后,基于它的"记忆效应",通过离子交换的方式引入聚羟基铝,再在其表面负载磷钨酸,从而得到不同改性的蒙脱土催化剂.运用氮气吸脱附分析、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)和NH_3-程序升温脱附(NH_3-TPD)表征手段对催化剂的结构变化进行了分析,通过微反固定床反应器评价不同催化剂在低浓度乙醇脱水制乙烯反应中的催化性能.结果表明:经改性后,蒙脱土比表面积增加,孔容增大,酸含量和分布优化,在低浓度乙醇脱水反应中表现出优异的催化性能,在使用PW-Al-MMT催化剂质量空速为0.65 h~(-1),乙醇体积分数为20%,反应温度为300℃时,反应时间为12 h,乙醇的转化率为95.7%,乙烯的选择性达98.6%以上.     

Ni/Al2O3和Ni/La2O3催化剂上低温乙醇水蒸气重整制氢

 采用浸渍、热分解和氢还原等步骤制备了两种纳米晶载体催化剂Ni/Al2O3和Ni/La2O3,应用X射线衍射、X射线光电子能谱、N2吸附和扫描电镜对催化剂的体相和表面结构进行了测定,采用固定床反应器考察了催化剂对乙醇水蒸气重整制氢反应的催化性能. 实验结果表明, 15.3%Ni/La2O3催化剂对乙醇的低温水蒸气重整反应表现出较高的催化活性和稳定性. 250 ℃时乙醇的转化率已达到80.7%,氢气的选择性为49.5%; 330 ℃时乙醇的转化率达到100%,氢气的选择性可达54.3%. 16.1%Ni/Al2O3催化剂对低温乙醇水蒸气重整反应的催化活性较低.     

以稀土氧化物为助剂的乙醇水蒸气重整制氢催化剂研究

采用浸渍法,以γ-Al2O3为载体,稀土(Ce,Nd)氧化物为助剂,金属Ni为活性物,制备了用于乙醇水蒸气重整制氢的复合催化剂.该类催化剂在400～550 ℃的较低温度范围内具有较高的氢气产率.不管助剂为何种稀土(Ce,Nd)氧化物,当其含量一定时,活性组分Ni的含量为15%的催化剂均具有最佳活性;当活性组分Ni一定,助剂的含量为10%时,催化剂的产氢率最大.采用10%CeO2/15%Ni/γ-Al2O3催化剂时,乙醇重整制氢的产氢率可达5.2以上.     

原位聚合制备聚乙烯/蒙脱土(MMT)纳米复合材料的研究

利用MgCl₂在醇中溶解和蒙脱土(MMT)在醇中层间膨胀的特性,制备了MgCl₂/TiC_l4负载于MMT层间的MMT/MgCl₂/TiC_l4催化剂,并通过原位聚合合成了聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料.经广角X射线衍射(WAXD)和透射电子显微镜(TEM)分析表明,蒙脱土片层在乙烯聚合过程中发生了层间剥离,以单片层或几片层共存的形式无规地分散于聚乙烯基质中.与分子量相近的纯聚乙烯相比,极低的蒙脱土含量(质量分数<1%)能使复合材料的屈服强度、拉伸强度和拉伸模量有很大提高.复合材料中蒙脱土片层以纳米尺寸在聚乙烯基质中的良好分布和对聚乙烯分子链运动的限制作用是力学性能提高的主要因素.     

镍基催化剂上乙醇水蒸气重整反应的研究

考察了载体对Ni催化剂乙醇水蒸气重整制氢反应性能的影响。结果表明,Ni/CeO2催化剂具有较好的低温活性和氢气选择性。对Ni担载量和焙烧温度考察发现,400℃焙烧的15%NiCeO2催化剂具有较好的催化性能;继续升高焙烧温度引起NiO和CeO2粒子的显著增大,导致对氢气选择性的降低。较小的Ni和CeO2粒子有利于乙醇水汽重整反应的进行,而大的粒子倾向于乙醇的分解反应。 350℃时,在反应过程中分别添加CO、CO2和CH4的结果表明没有发生CO和CO2甲烷化反应,而发生了一定程度的CH4水汽重整反应。     

Ethanol reforming processes over ZnO-supported palladium catalysts: Effect of alloy formation

ZnO- and SiO₂-supported palladium catalysts were evaluated in the ethanol steam-reforming and oxidative ethanol steam-reforming reactions in the temperature range 548–723 K. The catalysts were characterized before and after reaction by X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, high-resolution transmission electron microscopy and infrared spectroscopy using CO as a probe molecule. On silica-supported Pd catalyst, ethanol decomposes into H₂, CO and CH₄ in both steam-reforming and oxidative steam-reforming reactions. In contrast, ZnO-supported catalysts containing the PdZn phase exhibit a better catalytic performance for hydrogen production through dehydrogenation of ethanol into acetaldehyde and ulterior reforming.     

Microcalorimetric and infrared studies of ethanol and acetaldehyde adsorption to investigate the ethanol steam reforming on supported cobalt catalysts

Microcalorimetric and infrared studies of ethanol and acetaldehyde adsorption were carried out on fresh and deactivated ZnO-supported cobalt catalysts (Co/ZnO and Co/ZnO(d), respectively) as well as on ZnO support alone. The results were used to analyze the catalytic behavior of these materials for ethanol and acetaldehyde steam-reforming reactions. The Co/ZnO(d) sample contained extensive carbon deposition as shown by Raman spectroscopy and transmission electron microscopy. On fresh Co/ZnO, the adsorption energetics of ethanol and acetaldehyde (an intermediate in the ethanol reforming reaction) were similar. Under steam-reforming conditions at low conversion values of ethanol, acetaldehyde was selectively yielded. The presence of surface acetate species was shown from IR spectra following acetaldehyde adsorption. Besides that, the Co/ZnO catalyst was active and showed a high selectivity toward the reforming products, H2 and CO2, when the steam reforming of acetaldehyde was carried out at low conversion values. In contrast, on the deactivated sample, the strongest adsorption sites of ethanol have disappeared, and acetaldehyde was adsorbed with higher energy with respect to ethanol, resulting in the blockage of the active sites; a poorer catalytic performance in both ethanol and acetaldehyde steam-reforming reactions is observed. The presence of acetate species after adsorption of acetaldehyde on Co/ZnO(d) was not shown. The polymerization of acetaldehyde over Co/ZnO(d) was related to the decomposition of acetaldehyde under reforming conditions to give CO and CH4.     

Cu/Ni负载型Beta分子筛催化剂的乙醇水蒸气重整制氢催化性能研究

采用等体积浸渍的方式,在全硅Beta分子筛载体上担载Cu、Ni活性组分,制备出一系列xCuyNi-ABZ多功能乙醇水蒸气重整制氢催化剂。通过XRD、TEM、SEM-EDX以及XPS等多种表征手段,研究催化剂的结构特性、活性组分含量等因素对催化性能的影响,依据反应产物分布,揭示其作用机理。结果表明,以Beta分子筛为载体可促使活性组分以纳米颗粒的形式高度分散于载体表面,并且存在较强的载体-金属作用力。与传统SiO_2为载体催化剂相比,2.5Cu2.5Ni-ABZ催化剂具备良好的乙醇水蒸气重整催化性能,当反应温度为450℃,实现100%的乙醇转化率和67.23%的H_2选择性,且副产物CO(4.14%)、CH_4(5.65%)含量相对较低。这可归因于Cu和Ni活性组分间的高效协同作用,Cu具有良好的乙醇脱氢性能,生成反应中间体乙醛;在反应过程中,乙醛的重整和分解是两个受温度影响的竞争反应,Ni组分利用其较强的C-C键断裂能力,随温度的升高,乙醛重整反应占主导作用,生成目标产物H_2。通过对反应后样品分析表明,2.5Cu2.5Ni-ABZ催化剂具备良好的抗烧结和抗积炭催化性能。     

Steam-reforming of ethanol for hydrogen production

Production of hydrogen by steam-reforming of ethanol has been performed using different catalytic systems. The present review focuses on various catalyst systems used for this purpose. The activity of catalysts depends on several factors such as the nature of the active metal catalyst and the catalyst support, the precursor used, the method adopted for catalyst preparation, and the presence of promoters as well as reaction conditions like the water-to-ethanol molar ratio, temperature, and space velocity. Among the active metals used to date for hydrogen production from ethanol, promoted-Ni is found to be a suitable choice in terms of the activity of the resulting catalyst. Cu is the most commonly used promoter with nickel-based catalysts to overcome the inactivity of nickel in the water-gas shift reaction. γ-Al₂O₃ support has been preferred by many researchers because of its ability to withstand reaction conditions. However, γ-Al₂O₃, being acidic, possesses the disadvantage of favouring ethanol dehydration to ethylene which is considered to be a source of carbon deposit found on the catalyst. To overcome this difficulty and to obtain the long-term catalyst stability, basic oxide supports such as CeO₂, MgO, La₂O₃, etc. are mixed with alumina which neutralises the acidic sites. Most of the catalysts which can provide higher ethanol conversion and hydrogen selectivity were prepared by a combination of impregnation method and sol-gel method. High temperature and high water-to-ethanol molar ratio are two important factors in increasing the ethanol conversion and hydrogen selectivity, whereas an increase in pressure can adversely affect hydrogen production.     

镍负载量对乙醇水蒸气重整制氢催化性能和催化剂的影响

采用稳态实验对镍负载量对Ni/MgO催化剂在乙醇水蒸气重整反应的影响进行了研究。结果表明,在101.3kPa下,镍负载量越高,催化剂的活性越高。对于催化剂的选择性,存在一个最佳镍负载量为10%Ni/MgO。按选择性从大到小排序,不同镍负载量的催化剂为：10Ni/MgO>15Ni/MgO>12.5Ni/MgO>7.5Ni/MgO≈5Ni/MgO。热分析表明,焙烧过程中不同镍负载量的催化剂镍前体与载体前体之间发生的相互作用不同。XRD和TPR 表征结果显示,催化剂的晶体结构和还原特性也与催化剂上镍的负载量有关。焙烧过程中样品10Ni/MgO上镍前体与载体前体发生了两种相互作用, 并且其氧化态与其他催化剂相比具有特殊的结构和还原性。说明催化剂的选择性不仅受活性相Ni的影响而且受Ni活性相周围环境的影响。     

黏土负载镍的纳米片高效芳烃加氢催化剂

以天然层状黏土蒙脱石（MMT）为前体,通过液相沉积-沉淀将镍物种引入水溶液中剥离为MMT纳米片表面的简易方法制得Ni/MMT纳米片。该Ni/MMT纳米片由于是二维（2D）结构,利于芳烃及其加氢产物的传质扩散,相比Ni/SBA-15和Ni/γ-Al₂O₃催化剂,具有更为高效的芳烃加氢性能,且在镍负载量高达18.5%时,其四氢萘加氢的转化频率（TOF）达到最高值。     

CeO_2/Ni/Mo/SBA-15甲烷二氧化碳重整催化剂的表征和催化性能(英文)

考察了CeO2修饰及未修饰的Ni/Mo/SBA-15催化剂在CH4-CO2重整上的催化性能并采用N2吸脱附、CO2程序升温脱附、H2程序升温还原、傅里叶红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱对催化剂进行了表征.结果表明,在常压,800oC条件下,经过100h在线评价后,Ni/Mo/SBA-15和CeO2/Ni/Mo/SBA-15催化剂仍具有高的反应活性和规整的六方介孔结构,其中CeO2修饰的CeO2/Ni/Mo/SBA-15催化剂表面没有积炭形成,表明CeO2的加入促进了Ni物种在SBA-15介孔分子筛表面的分散,从而阻止了Ce/Ni/Mo/SBA-15催化剂上Ni的烧结和积炭.     

镍盐前驱体对Ni/C催化剂乙醇气相羰化活性的影响

采用等体积浸渍法制备了分别以乙酰丙酮镍、氯化镍、硝酸镍和醋酸镍为前驱体负载在活性炭上的四种催化剂。用BET、金属分散度、H2-TPR、CO-TPD和XRD等方法研究了四种催化剂的结构特点和乙醇气相羰化活性。结果表明,以醋酸镍制备的Ni/C催化剂的羰化活性最高,乙醇转化率和丙酸选择性分别为96.1%和95.7%,而以乙酰丙酮镍制备的Ni/C催化剂的羰化活性最低,乙醇转化率和丙酸选择性分别为68.9%和27.1%。这种活性的差异与镍盐前驱体和活性炭之间的相互作用强弱有着密切关系。醋酸镍组分与活性炭之间的相互作用较强,浸渍组分易在活性炭表面充分吸附,活性中心Ni0在240－340 ℃温度范围内对CO吸附量最大,还原后金属镍的分散度较好且晶粒较小。     

Ni-Cu/CeO2催化剂上乙醇水蒸气重整反应

 研究了Ni-Cu/CeO2催化剂在乙醇水蒸气重整反应中的催化性能. 以具有高比表面积的CeO2为载体,用沉积沉淀法制备了一系列不同担载量的Ni, Cu双组分催化剂,采用X射线衍射、程序升温还原和透射电子显微镜对催化剂的晶相组成、还原性能和形貌进行了表征. 结果表明, CuO, NiO和CeO2的相互作用明显改善了NiO的分散. 适量CuO的加入使NiO分散度增大,颗粒明显变小,从而使催化剂具有更好的催化性能,但过多CuO的加入反而降低了催化剂的活性. Ni和Cu的催化性能差异较大, Ni具有优异的断裂C-C键性能,在低温下即可实现乙醇的完全转化,而在高温区则具有很好的甲烷重整性能,可获得很高的氢气产率; Cu在低温区倾向于使乙醇脱氢生成乙醛以及进一步脱羰基生成丙酮,在高温区也具有一定的乙醇裂解性能.