甲醇重整反应中Pt/Y-Al2O3催化剂纳米Pt粒径与催化性能关系研究

利用硝基甲烷还原法在室温条件下得到了纳米Pt粒径可控的担载Pt/γ-Al2O3催化剂,并利用甲醇重整反应为反应探针考察了Pt粒径与催化反应性能之间的关系,发现催化反应的性能与担载贵金属颗粒粒径之间存在明显的相关性.通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)等测试手段对催化剂进行表征,发现钠米Pt的粒径大小不但影响甲醇重整反应的活性,同时也影响反应的选择性,即催化剂的催化性能与担载贵金属粒径之间存在明显的尺度效应.     

甲醇重整反应中Pt/γ-Al_2O_3催化剂纳米Pt粒径与催化性能关系研究

利用硝基甲烷还原法在室温条件下得到了纳米Pt粒径可控的担载Pt/γ-Al2O3催化剂,并利用甲醇重整反应为反应探针考察了Pt粒径与催化反应性能之间的关系,发现催化反应的性能与担载贵金属颗粒粒径之间存在明显的相关性.通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)等测试手段对催化剂进行表征,发现钠米Pt的粒径大小不但影响甲醇重整反应的活性,同时也影响反应的选择性,即催化剂的催化性能与担载贵金属粒径之间存在明显的尺度效应.     

ZrO2在Rh/γ-Al2O3催化剂中对NO催化还原反应的作用

测定了含ZrO2的Rh/γ-Al2O3催化剂上NO+C2H4和NO+C2H4+O2的反应活性,并应用TPR、XRD、BET比表面等表征了ZrO2的加入方式和晶型对Rh/γ-Al2O3催化剂活性和结构的影响。结果表明,ZrO2的加入一定程度地抑制了Rh3+与γ-Al2O3之间的相互作用和γ-Al2O3的相变,提高了催化剂的热稳定性,明显提高了850℃老化样品的NO+C2H4反应活性。对于NO+C2H4+O2反应,含ZrO2样品的选择还原活性却较低,表明反应机理不同,而且ZrO2对C2H4的深度氧化有促进作用,但老化后活性下降幅度比不含ZrO2的样品小。     

甲醇水蒸气重整制氢Cu/ZnO/Al2O3催化剂的研究

燃料电池作为一种无污染、高效率的能源引起世界各大汽车公司的广泛关注[1,2]。用于燃料电池的燃料目前研究较多的是氢气,用氢气作燃料存在储存、安全、运输等问题,寻求合适贮氢方法或替代燃料,实现车载制氢是解决问题的办法。甲醇作为液体燃料,因具有高能量密度,低碳含量,以及运输和贮存等优势成为车载制氢的理想燃料,甲醇水蒸气重整制氢反应也成为研究的热点[3～10]。车载制氢对甲醇水蒸气重整制氢反应体系中的产氢速率,氢气和CO的含量都有一定的要求。尤其对CO含量要求更为苛刻,因CO易引起燃料电池阳极催化剂中毒[11,12]。因此,开…     

La2O3对Cu/Al2O3甲醇水蒸气重整制氢催化剂性能的影响

采用并流共沉淀法制备了系列Cu/La2O3/Al2O3甲醇水蒸汽重整制氢催化剂, 并通过X射线衍射(XRD), 程序升温还原(TPR) 和光电子能谱 (XPS) 等分析方法研究了La2O3对Cu/Al2O3甲醇水蒸汽重整制氢催化剂性能的影响. 结果表明 La2O3的加入促进了铜在催化剂表面的高度分散, 阻止了铜晶粒团聚、烧结, 促使铜晶粒细小化, 促进了铜的还原, 从而改善了催化剂的性能, 提高了催化剂的活性.     

甲醇水蒸气重整制氢的高效碳纳米管改性Cu/ZnO/Al2O3催化剂

以碳纳米管为助剂,制备用于甲醇水蒸气重整制氢的新型高效Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂,并与传统Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂在相同条件下的催化性能进行了比较.结果表明,添加适量碳纳米管可显著提高催化剂的低温催化活性和选择性,在大幅度提高产氢速率的同时有效降低了重整产气中CO的含量.SEM和XRD分析证实适量碳纳米管的添加有效促进了Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂结构特性的改善,有利于活性铜物种的分散,从而显著提高了催化剂的低温催化性能.     

CeO2改性Cu/Al2O3催化剂上甲醇水蒸气重整制氢

研究CeO2改性Cu/Al2O3催化剂上甲醇水蒸气重整制氢反应过程,得到低温活性、氢选择性和稳定性较好的催化剂.Cu/A12O3催化剂中添加CeO2提高了催化剂的活性和稳定性,当CeO2质量分数为20%时,催化剂活性表现最佳.在反应温度250℃,水醇摩尔比为1.0,液体空速为3.28 h-1条件下,甲醇转化率为95.5%,氢气选择性为100%.此外,CeO2通过促进水气转化反应降低了重整气中CO的含量.Cu/CeO2/Al2O3催化剂在200 h的寿命实验中,活性仍保持在90.0%以上,而Cu/Al2O3催化剂在100 h的寿命实验中,活性已很快下降.XRD和TPR分析及表面元素分布结果表明,铜和铈相互作用促进了铜在催化剂表面的高度分散,阻止了铜晶粒团聚、烧结,促使铜晶粒细小化,促进了铜的还原,改善了Cu/CeO2/Al2O3催化剂的性能.     

甲醇重整反应中Pt/γ-Al2O3催化剂纳米Pt粒径与催化性能关系研究

利用硝基甲烷还原法在室温条件下得到了纳米Pt粒径可控的担载Pt/γ-Al₂O₃催化剂, 并利用甲醇重整反应为反应探针考察了Pt粒径与催化反应性能之间的关系, 发现催化反应的性能与担载贵金属颗粒粒径之间存在明显的相关性. 通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)等测试手段对催化剂进行表征, 发现钠米Pt的粒径大小不但影响甲醇重整反应的活性, 同时也影响反应的选择性, 即催化剂的催化性能与担载贵金属粒径之间存在明显的尺度效应.     

CeO2改性Cu/Al2O3催化剂上甲醇水蒸气重整制氢

研究CeO2改性Cu/Al2O3催化剂上甲醇水蒸气重整制氢反应过程,得到低温活性、氢选择性和稳定性较好的催化剂.Cu/Al2O3催化剂中添加CeO2提高了催化剂的活性和稳定性,当CeO2质量分数为20％时,催化剂活性表现最佳.在反应温度250 ℃,水醇摩尔比为1.0,液体空速为3.28 h －1条件下,甲醇转化率为95.5％,氢气选择性为100％.此外,CeO2通过促进水气转化反应降低了重整气中CO的含量.Cu/CeO2/Al2O3催化剂在200 h的寿命实验中,活性仍保持在90.0％以上,而Cu/Al2O3催化剂在100 h的寿命实验中,活性已很快下降.XRD和TPR分析及表面元素分布结果表明,铜和铈相互作用促进了铜在催化剂表面的高度分散,阻止了铜晶粒团聚、烧结,促使铜晶粒细小化,促进了铜的还原,改善了Cu/CeO2/Al2O3催化剂的性能.     

铜的表面氧在甲醇水蒸气重整反应中的作用

研究了Cu和ZrO₂/Cu模型催化剂的甲醇水蒸气重整制氢的反应性能, 结果表明, 纯铜催化剂的反应初始活性随着还原温度的增加而显著降低, 并且在失活后的催化剂反应体系中通入少量的氧, 可恢复催化剂的活性. 相对于Cu, ZrO₂/Cu催化剂的活性和稳定性显著增加. 催化剂的TPR, XPS以及原位FT-IR表征结果表明, 导致催化剂活性迅速降低的原因为催化剂表面氧物种的逐渐消耗. ZrO₂在反应过程中可以稳定铜表面氧以及Cu^＋物种, 从而显著提高了反应活性和稳定性.     

Pd/ZnO催化剂的还原及其催化甲醇水蒸气重整制氢

考察了共沉淀法制备的15.9%Pd/ZnO催化剂的还原对甲醇水蒸气重整制氢反应的影响.结果显示,当催化剂的还原温度为523~573K时,523K下反应的甲醇转化率达到了41.6%,CO2选择性为94.6%,出口CO浓度为1.26%.X射线衍射结果显示,当催化剂的还原温度为523K时PdZn合金开始形成.还原温度为523~573K范围内催化剂活性的提高归因于5~14nmPdZn合金粒子的存在.用程序升温还原及X射线衍射表征手段探究了还原过程中Pd与ZnO之间的相互作用.结果表明,Pd/ZnO可能经历了PdO/ZnO→Pd/ZnO→PdZnO1-x/ZnO→PdZn合金/ZnO的还原过程,而部分PdZn合金在反应过程中可重新被氧化成PdZnO1-x.对反应的活性物种进行了初步探讨.     

甲醇水蒸气重整制氢Pd/ZnO催化剂还原过程中Pd与ZnO的相互作用

 采用程序升温还原、程序升温脱附、程序升温电导及X射线衍射研究了并流共沉淀法制备的15.9%Pd/ZnO催化剂还原过程中结构和物种的变化及电荷的传递,考察了还原温度对该催化剂催化甲醇水蒸气重整制氢的影响. 结果表明,还原过程中Pd与ZnO间存在明显的相互作用,导致氢溢流,溢流氢促进了ZnO还原并使ZnO与Pd形成活性中心PdZn合金. 催化剂的还原历程为 PdO/ZnO → Pd/ZnO → PdZnO1-x/ZnO → 无定形PdZn合金/ZnO → 晶型PdZn合金/ZnO. 并流共沉淀法制备的Pd/ZnO催化剂Pd分散度高, PdZn合金形成温度低. 在523～573 K还原后,催化剂的PdZn合金粒径为5～14 nm, 此时催化剂对甲醇的转化率及二氧化碳选择性均达到最大值.     

甲醇水蒸汽催化转化制氢研究进展

氢气是石油炼制和化学工业的重要原料 .传统的大规模制氢 ,大多采用天然气、轻油、煤焦为原料造气 ,再用深冷或吸收吸附法提取氢气 ,工艺复杂 ,投资大 ,能耗高 .中小规模制氢 .一般采用电解水法 ,缺点是电耗大 .近年来 ,也采用变压吸附技术 ( PSA)从石化过程产生的含氢气体中回收氢气 ,但受具体条件的限制[1 ] .与上述方法相比 ,甲醇 -水蒸汽转化制氢具有独特的优势 .与大规模制氢相比 ,该方法工艺流程短 ,设备简单 ,投资和能耗低 ;与电解水制氢相比 ,甲醇 -水蒸汽转化制氢可降低电耗 90 %以上 ,成本降低 30 %～ 50 % ,甲醇 -水蒸汽制氢成…     

复合催化剂及稀土助催的甲醇水蒸汽重整制氢的研究

采用并流共沉淀法制备了不同配比的CuZnAl复合氧化物催化剂,通过X-衍射(XRD)和程序升温还原(TPR)等表征技术考察了焙烧温度对催化剂催化活性的影响,且考察了La助剂对催化剂催化活性的影响。结果表明,La的含量为15%时的的催化剂具有最高的催化活性。当反应温度为250℃,水醇摩尔比为1:1,焙烧温度为550℃时,甲醇转化率可高达95%左右。     

Synthesis of Carbon Quantum Dots Nanoparticles by Cyclic Voltammetry and Its Application as Methanol Tolerant Oxygen Reduction Reaction Electrocatalyst

Carbon quantum dot (CQD) nanoparticles are synthesized by one‐step electrochemical method, cyclic voltammetry (CV), at different potentials using graphite rods and NaOH/EtOH as electrolyte. The electro‐chemically manufactured CQD is characterized by Transmission electron microscopy, Ultra violet absorption, X‐ray diffraction and Fourier transform infrared spectrometry. The morphology and microstructure methods confirm the formation of high quality CQD. Finally, we design a new gas diffusion electrode (GDE) based on CQD pasted on carbon paper for the oxygen reduction reaction at cathode side as methanol tolerance in direct methanol fuel cell and compared it with standard Pt‐C catalysts using cyclic voltammetry and linear sweep voltammetry. The ORR results in presence of methanol indicate that the GDE prepared from CQD exhibits methanol tolerance compared to the GDE prepared from Pt/C (Electrochem).     

水蒸气重整生物质裂解油及其模型分子制氢*

随着能源枯竭和环境日益恶化,利用可再生的生物质裂解油或其模型分子重整制氢逐渐引起人们重视。本文结合国内外重整制氢的研究进展,从催化剂、反应过程和反应机理三个方面对生物质裂解油及其模型分子(乙醇、乙酸、乙二醇、丙三醇、葡萄糖和苯酚等)水蒸气重整制氢研究现状进行了回顾。在重整催化剂方面主要对贵金属和过渡金属催化剂的研究进展进行了总结,对一些新的重整过程如液相重整等也进行了介绍。在反应机理方面主要是对乙醇、乙酸、乙二醇和葡萄糖在重整反应中的反应路径进行了归纳。此外,对水蒸气重整反应中遇到的问题如积碳和副产物的产生等也进行了详细的分析,并对生物质制氢未来发展的方向进行了展望。     

Hydrogen Selectivity in the Steam Reforming of Alcohols

Theoretical and Experimental Chemistry - The previously proposed approach to the calculation of hydrogen selectivity in ethanol steam reforming is extended to the reforming of other alcohols. It is...     

甲醇水蒸气重整催化剂Cr2O3-ZnO的制备及其催化性能

 采用共沉淀法制备了一系列Cr2O3-ZnO催化剂用于甲醇水蒸气重整制氢. 用X射线衍射和N2吸附考察了Cr含量及焙烧温度对Cr2O3-ZnO催化剂物相结构的影响,并用不锈钢微通道反应器考察了催化剂的性能. 结果表明, ZnO是催化剂的主要活性组分, Cr的加入使催化剂的比表面积有所降低,但明显提高了催化剂的活性和稳定性,并且CO选择性随Cr含量的增加而升高. 当焙烧温度在500 ℃左右, Cr2O3含量在5.3%～17.6%范围内时催化剂性能较好.     

甲醇催化氧化重整反应制氢的研究

研究了Ｃｕ／Ｚｎ／Ａｌ系列催化剂催化甲醇氧化重整反应制氢,得到活性,选择性及稳定性较好的催化剂Ｃｕ６０Ｚｎ３０Ａｌ５Ｃｅ５;并且考察了Ｃｕ６０Ｚｎ３０Ａｌ５Ｃｅ５为催化剂时,该反应的工艺条件如温度,物料配比等,当压力为０．１ＭＰａ,温度为２４０℃,ＣＨ３ＯＨ：Ｈ２Ｏ＝１：０．８,ＣＨ３ＯＨ：Ｏ２＝４：１时,甲醇的转化率达９７．７５％,在此反应条件下,反应１００ｈ后,甲醇的转化率仍在９６％以上。     

Properties of Bulk In-Pt Intermetallic Compounds in Methanol Steam Reforming

Heterogeneous catalysts are often complex materials containing different compounds. While this can lead to highly beneficial interfaces, it is difficult to identify the role of single components. In methanol steam reforming (MSR), the interplay between intermetallic compounds, supporting oxides and redox reactions leads to highly active and CO₂-selective materials. Herein, the intrinsic catalytic properties of unsupported In₃Pt₂, In₂Pt, and In₇Pt₃ as model systems for Pt/In₂O₃-based catalytic materials in MSR are addressed. In₂Pt was identified as the essential compound responsible for the reported excellent CO₂-selectivity of 99.5 % at 300 °C in supported systems, showing a CO₂-selectivity above 99 % even at 400 °C. Additionally, the partial oxidation of In₇Pt₃ revealed that too much In₂O₃ is detrimental for the catalytic properties. The study highlights the crucial role of intermetallic In−Pt compounds in Pt/In₂O₃ materials with excellent CO₂-selectivity.