Cu-ZrO2-CeO2/γ-Al2O3催化甲醇水蒸氣重整制氫反應的性能

黃媛媛，巢磊，李工，丁嘉，郭劍橋

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Cu-ZrO2-CeO2/γ-Al2O3催化甲醇水蒸氣重整制氫反應的性能

黃媛媛，巢磊，李工，丁嘉，郭劍橋

（常州大學石油化工學院，江蘇常州 213164）

以γ-Al2O3為載體，采用浸漬法制備Cu-ZrO2-CeO2/γ-Al2O3催化劑，用XRD、N2吸附-脫附、H2-TPR、NH3-TPD、CO2-TPD等方法對其進行表征。在連續流動常壓固定床微型反應器上評價Cu-ZrO2-CeO2/γ-Al2O3催化劑對甲醇水蒸氣重整制氫反應的催化性能，考察了反應溫度、水醇比和質量空速對催化性能的影響，反應結果表明Cu-ZrO2-CeO2/γ-Al2O3催化劑具有較高的催化活性和穩定性，在溫度為260℃、水醇摩爾比為1.2∶1、質量空速為3.6h–1的條件下，甲醇的轉化率可達99%以上，氫氣的選擇性為98%以上，一氧化碳的選擇性低于2.5%。表征結果顯示助劑CeO2和ZrO2的加入促進活性組分在載體表面的分散性，影響催化劑的孔結構和酸堿性，增強了催化劑的活性。

氧化鋁；催化劑載體；選擇性；制氫

隨著世界范圍內環境法規的日益嚴格以及社會對潔凈新能源關注的加深[1-2]，氫能作為一種高效清潔的環境友好能源備受專家學者的青睞[3-5]。通常的制氫方式有電解水制氫、裂化石油氣制氫和水煤氣制氫等[6-7]，而甲醇水蒸氣重整制氫的工藝在中小規模用氫領域具有簡便和良好的經濟效益[8-9]，因此研究開發新的制氫工藝或改進甲醇水蒸氣重整制氫的工藝具有重要意義。目前銅基催化劑是用于甲醇水蒸氣重整制氫反應最常見的催化劑[10-11]，這類催化劑具有原料價格低廉易得、反應條件溫和等優點[12-13]。例如IDEM[14]制備了Cu/Al2O3系列催化劑，向其中添加助劑Cr、Mn、Zn，有利于活性中心的穩定，從而進一步提高催化劑的低溫活性，降低CO的含量。……