Ni/Zr-MOF催化剂的制备及其在生物质热解中的应用

摘要

通过均匀沉淀法制备了以锆-金属有机骨架化合物(Zr-metal organic framework,Zr-MOF)为载体的Ni/Zr-MOF催化剂,并用于湿污泥和秸秆混合催化热解实验。采用元素分析、X射线荧光光谱(XRF)、热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和N2吸附-脱附等温(BET)对载体和催化剂进行表征分析,通过一系列实验来探讨热解温度、秸秆添加量和Ni负载量对于湿污泥和秸秆混合催化热解制备富氢合成气的影响。结果表明,Zr-MOF载体颗粒均匀呈八面体,比表面积高达805.93m^2/g,平均孔径为20.14nm,为介孔结构。Ni/Zr-MOF催化剂具有较高的热稳定性和催化活性。与不添加催化剂相比,使用Ni/Zr-MOF催化剂在500℃下热解,H2的产量从0.39mol/kg显著提高到12.65mol/kg。随着热解温度的升高,催化剂出现团聚现象,同时在反复使用之后其表面产生了少量的积炭,导致催化剂催化活性逐渐降低。因此,Ni/Zr-MOF催化剂适用于生物质低温催化热解。