卢庆1,陈雪2,刘园园4,王菲1,脱永笑2,赵浩扬2,伊晨雪1,穆涛洋2,徐少飞2,秦浩田2,冯翔1,CHEN De1,3
1.中国石油大学(华东) 化学化工学院 重质油全国重点实验室
2.中国石油大学(华东) 新能源学院
3.挪威科技大学 化学工程系
4.大型煤气化及煤基新材料国家工程研究中心
LU Qing1,CHEN Xue2,LIU
Yuanyuan4,WANG Fei1,TUO
Yongxiao2,ZHAO Haoyang2,YI
Chenxue1,MU Taoyang2,XU
Shaofei2,QIN Haotian2,FENG
Xiang1,CHEN De1,3
1. State key laboratory of heavy oil processing, College of Chemistry and Chemical Engineering, China University of Petroleum (East China)
2. College of New energy, China University of Petroleum (East China)
3. Department of Chemical Engineering, Norwegian University of Science and Technology 4. National Engineering Research Center for Large-Scale Coal Gasification and Coal-Based New Materials
摘要: 低温甲醇水蒸气重整制氢技术是解决当前氢能源可持续性和氢源分布不均的重要途经之一。本文研究了铜负载于不同Ti配位形式的钛硅分子筛(Cu/TS)催化剂在低温甲醇水蒸气重整制氢反应中的性能,并结合XRD、TEM、NH3-TPD和CO2-TPD等表征方法,揭示了铜与骨架钛之间的协同吸附作用显著提高了催化剂的低温活性和稳定性。结果表明,在常压、240 ℃、水醇比为2的条件下,Cu/TS-1催化剂表现出148.4 mmol/g·h的氢气产率,单位质量铜的活性为891 mmol/g·h,是文献报道共沉淀法合成Cu/ZnO催化剂单位铜质量活性(~621 mmol/g·h)的1.4倍。在构效关系分析中发现,骨架钛的引入增加了分子筛表面的弱酸性位点,改善了铜纳米颗粒的分散性及其与钛硅分子筛表面的相互作用。此外,骨架钛与铜纳米颗粒之间的相互作用有利于形成丰富的双配位CO2吸附位点,这优化了MSR反应中甲酸中间体的吸附构型,从而显著提升了甲酸关键中间体的分解速率,最终使Cu/TS-1催化剂具备了优异的低温制氢活性。
中图分类号:
TrendMD: