The invention relates to a zinc nickel zirconium mesoporous composite oxide catalyst for hydrogen production by autothermal reforming of acetic acid. Aiming at the problem of catalyst deactivation caused by the change of catalyst structure and the oxidation and sintering of active components in the autothermal reforming of acetic acid, a new catalyst with stable structure, sintering resistance, coke deposition resistance, oxidation resistance and high activity was provided. The chemical composition of the catalyst is (ZnO) a (NiO) B (ZrO 2) c, in which a is 0.60 2.25, B is 0.40 0.75 and C is 1.00. The Ni/ZnO_ZrO2 composite oxide catalyst is prepared by coprecipitation method using Ni as active component and ZnO and ZrO2 as carrier. The by-products such as acetone and acetone in the reaction process are effectively inhibited, the yield and selectivity of hydrogen are improved, and the carbon deposition resistance, sintering resistance and oxidation resistance of the catalyst are improved.
【技术实现步骤摘要】
用于乙酸自热重整制氢的锌镍锆介孔复合氧化物催化剂
本专利技术涉及一种用于乙酸自热重整制氢的锌镍锆介孔复合氧化物催化剂及其制备方法,属于乙酸自热重整制取氢气的领域。
技术介绍
到目前为止,世界各国所用的燃料大多数仍是化石燃料,不过,环境污染的问题依旧存在。氢能因其燃烧热值高、来源广泛、环境友好等特点被许多科学家认为是世界能源舞台上重要的二次能源。生物质制氢是可持续地从自然界中获取氢气的重要途径之一。不过生物质能量密度较低,且不易规模化制取氢气,因此通常会将生物质热解转化成能量密度高、易储存、便于运输的生物质油。生物质油包括油相和水相,乙酸是复杂水相产品的主要成分,因此作为制氢原料,探究乙酸重整制氢过程。重整制氢一般包含蒸气重整、部分氧化重整和自热重整,其中自热重整反应是指在水蒸气重整原料中加入氧气或空气,增加部分氧化过程,平衡反应体系的热量。与水蒸气重整相比,自热重整最显著的优势在于其停止和开始都十分迅速;而与部分氧化反应相比,自热重整产氢量更高。乙酸自热重整反应的典型反应为CH3COOH+xO2+yH2O→aCO+bCO2+cH2。催化剂在乙酸重整制氢反应中起着重要作用。目前,常见的重整反应催化剂为贵金属催化剂和过渡金属催化剂。贵金属催化剂具有良好的重整催化性能和抗积炭能力,但相对于其他催化剂成本较高。过渡金属催化剂主要包括Co、Ni等作为活性组分的催化剂,具有较好的催化性能,目前已成为乙酸制氢研究的重要催化剂。其中活性金属Ni可以促进乙酸分子中碳碳键、碳氢键断裂,提高乙酸的转化率和氢气产率。然而,镍基催化剂在乙酸自热重整过程中会面临积炭、氧化以及烧结等问 ...
【技术保护点】
1.锌镍锆介孔复合氧化物催化剂在乙酸自热重整制氢过程中的应用,将50‑300mg催化剂在乙酸自热重整反应前于600‑800℃、20‑40ml/min的H2气氛中还原1小时,进行活化处理;随后通入乙酸/水/氧气/氮气的摩尔比=1.0/(2.5‑5.0)/(0.2‑0.5)/(2.5‑4.5)的混合气体,在催化剂床层进行反应,反应温度为500‑750℃,其特征在于:配制金属硝酸盐的混合溶液(#1):根据化学组成,将硝酸锌,硝酸镍和硝酸氧锆溶于去离子水配置成金属盐溶液;配制沉淀剂(#2):根据碳酸根和氢氧根的摩尔比为1:12‑20以及金属阳离子Zn、Ni、Zr的电荷总和与氢氧根的摩尔比为1:6‑10称取一定量的无水碳酸钠和氢氧化钠,溶于去离子水形成混合溶液;将两种混合溶液滴加到烧杯中不断搅拌进行共沉淀反应,滴加过程中,保持溶液pH在10.5±0.5,水浴温度65‑78℃,老化14h,抽滤、洗涤,105℃干燥12h后得到催化剂前驱体,催化剂前驱体在650‑800℃下焙烧4h得到镍基复合氧化物催化剂,其化学成分是(ZnO)a(NiO)b(ZrO2)c,其中a为0.60‑2.25,b为0.40‑0 ...
【技术特征摘要】
1.锌镍锆介孔复合氧化物催化剂在乙酸自热重整制氢过程中的应用,将50-300mg催化剂在乙酸自热重整反应前于600-800℃、20-40ml/min的H2气氛中还原1小时,进行活化处理;随后通入乙酸/水/氧气/氮气的摩尔比=1.0/(2.5-5.0)/(0.2-0.5)/(2.5-4.5)的混合气体,在催化剂床层进行反应,反应温度为500-750℃,其特征在于:配制金属硝酸盐的混合溶液(#1):根据化学组成,将硝酸锌,硝酸镍和硝酸氧锆溶于去离子水配置成金属盐溶液;配制沉淀剂(#2):根据碳酸根和氢氧根的摩尔比为1:12-20以及金属阳离子Zn、Ni、Zr的电荷总和与氢氧根的摩尔比为1:6-10称取一定量的无水碳酸钠和氢氧化钠,溶于去离子水形成混合溶液;将两种混合溶液滴加到烧杯中不断搅拌进行共沉淀反应,滴加过程中,保持溶液pH在10.5±0.5,水浴温度65-78℃,老化14h,抽滤、洗涤,105℃干燥12h后得到催...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄利宏,张羽,王巧,王星月,杨浩,代伶文,刘燕,
申请(专利权)人:成都理工大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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