甲烷催化裂解制氢和碳纳米材料研究进展

摘要

甲烷通过催化裂解反应可生成不含碳氧化合物(CO_x)的高纯氢和碳纳米材料(如碳纤维或碳纳米管等),对我国能源结构的调整及新材料的应用具有重要意义。与其他制氢工艺相比,甲烷催化裂解制氢工艺具有反应过程简单、产物清洁无污染、反应成本低等优点,因此该工艺具有重要的工业应用前景。本文重点阐述了催化剂(活性组分、催化剂载体、制备方法等)以及反应条件(催化剂还原条件、空速、反应温度等)对甲烷转化率、氢气产率和碳纳米材料(形貌和产量)的影响并对甲烷催化裂解反应机理、催化剂的失活与再生进行了概述。甲烷催化裂解反应目前仍处于实验室研究阶段,高效催化剂的研制以及流化床反应器的优化是该反应实现工业化应用的必要前提。