ZrO2对甲醇水蒸汽重整制氢催化剂的影响

摘要

本实验研究了ZrO2助剂的加入对CuZnAlO类铜系催化剂在甲醇水蒸气重整制氢反应中催化性能的影响.首先考察了ZrO2助剂的加入对催化剂反应性能的影响,发现Zr的质量百分含量为10％的COPZr-2催化剂可以显著提高CuZnAlO催化剂的整体反应性能.然后以该催化剂为例,确定了其在甲醇水蒸气重整制氢反应中的最佳反应条件如下:压力0.1MPa、温度250°C左右、H2O/MeOH比1.0～1.3、W/F为6.74gh/mol左右(即WHSV为3.56h-1)、无稀释气.最后在此最佳反应条件下进行了COPZr-2催化剂150h反应稳定性实验,结果表明该催化剂具有很好的反应稳定性,甲醇转化率和产氢率分别保持在88％和83％左右,产物湿基组成中H2和CO的摩尔含量分别为>63％和0.20～0.31％.SEM和XRD结果表明,ZrO2的加入使CuO晶粒分散更为均匀,颗粒更细.XPS结果表明,ZrO2的加入,降低了催化剂表面铝的含量,减弱了CuO与Al2O3之间的相互作用,避免了尖晶石结构的CuAl2O4物种的生成.