胡光凯1, *, 张迎春2, *, 刘梦娇3, 张欣4, *, 张卫华1, 孙志敏1, 俞彬3, 黄涛3, 李永湘1, 俞昊3, *
1. 机械工程学院,贵州工程应用技术学院
2. 化学与化工学院,山西大同大学
3. 先进纤维材料全国重点实验室,材料科学与工程学院,东华大学
4. 微纳电子器件与集成技术全国重点实验室,高分子化学与物理教育部重点实验室,材料科学与工程学院,北京大学
HU Guangkai1, *, ZHANG Yingchun2, *, LIU Mengjiao3, ZHANG Xin4, *, ZHANG Weihua1, SUN Zhimin1, YU Bin3, HUANG Tao3, LI Yongxiang1, YU Hao3, *
1. School of Mechanical Engineering, Guizhou University of Engineering Science
2. School of Chemistry and Chemical Engineering, Shanxi Datong University
3. State Key Laboratory of Advanced Fiber Materials, College of Materials Science and Engineering, Donghua University 4. National Key Laboratory of Advanced Micro and Nano Manufacture Technology, Key Laboratory of Polymer Chemistry and Physics of Ministry of Education, School of Materials Science and Engineering, Peking University
摘要: 本研究采用“自上而下”的设计思路,借助湿法成型技术和竞争浸渍吸附方法制备出了一种多孔碳球负载催化剂(Cu-Zn/CS),用于甲醇水蒸气重整(MSR)制氢反应. 以商业化的Al2O3为对比研究载体,通过多种表征测试手段对比分析Cu-Zn/Al2O3和Cu-Zn/CS两种催化剂形貌特征、晶相结构、理化性质、催化性能以及反应机理的差异. 表征测试结果表明:Cu-Zn/CS结构中具有丰富的多形态多尺度指状孔和龟裂纹结构,不仅为活性物质的多尺度均匀锚定提供了必要的空间基础,而且增加了催化反应中活性位点和反应物的接触几率. 催化性能测试表明,在甲醇完全转化的前提下,相较于Cu-Zn/Al2O3,Cu-Zn/CS的CO选择性降低一个数量级,H2选择性增加近一倍,高温催化活性更佳. 原位实验表明,在高反应温度下,气态反应物质在Cu-Zn/Al2O3表面不仅存在甲醇催化转化为CO2和H2的主反应,还存在产生CO的副反应. 而在Cu-Zn/CS表面则主要发生主反应,即CH3OH + H2O → *OCH3 + *OH → *HCHO → *CHOO → *CO2 + *H2.
中图分类号:
TrendMD: