[发明专利]一种用于甲醇水蒸气重整制氢的催化剂及其制备方法在审
申请号: | 201510937204.2 | 申请日: | 2015-12-15 |
公开(公告)号: | CN105536790A | 公开(公告)日: | 2016-05-04 |
发明(设计)人: | 吴贵升;周佳佳;毛东森;卢冠忠 | 申请(专利权)人: | 上海应用技术学院 |
主分类号: | B01J23/72 | 分类号: | B01J23/72;C01B3/32 |
代理公司: | 上海申汇专利代理有限公司 31001 | 代理人: | 吴宝根 |
地址: | 200235 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 用于 甲醇 水蒸气 重整 催化剂 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明属于化工领域,涉及一种催化剂,具体来说是一种用于甲醇水蒸气重 整制氢的催化剂及其制备方法。
背景技术
燃料电池作为新能源系统,面临的根本问题是降低制造成本,提高运行可靠 性及使用寿命。其中,移动氢源技术已成为燃料电池走向市场的瓶颈之一。利用 醇类、汽油等化石原料进行小规模便携式制氢是氢燃料电池成功走向应用所面临 的一个核心问题。甲醇水蒸气重整制氢是近年来发展较快的制氢方法,该方法与 传统电解法、烃类蒸汽转化法相比,具有操作方便、原料易得、工艺流程短、反 应条件温和、副产物少等优点。
目前国内外用于研究甲醇水蒸气重整制取燃料电池用氢的催化剂主要有:贵 金属催化剂和铜系催化剂,前者催化性能较好,但价格昂贵,后者有着较好的低 温活性和选择性,但稳定性较差,抗毒能力低。为此,研究Cu基催化剂构效关 系,通过改进铜基催化剂的制备方法、添加不同助剂,以及选用不同的载体等以 改善其催化性能为普遍研究方向。
虽然CuO/ZnO/Al2O3催化剂的应用最为普遍,但是越来越多的研究者发现, Cu/ZrO2相对于CuO/ZnO/Al2O3催化剂具有更为优越的催化活性和选择性。而铜 锆界面界面以及催化剂表面的氧物种为甲醇水蒸气重整制氢的关键问题。
发明内容
针对现有技术中的上述技术问题,本发明提供了一种用于甲醇水蒸气重整制 氢的催化剂及其制备方法,所述的这种用于甲醇水蒸气重整制氢的催化剂及其制 备方法解决了现有技术中的用于甲醇水蒸气重整制氢的催化剂催化效果不佳的 技术问题。
本发明提供了一种用于甲醇水蒸气重整制氢的催化剂,由Cu和ZrO2组成, 所述的催化剂的表面富集ZrO2,所述的ZrO2分散在铜组分中,在所述的催化剂 中的,Cu的摩尔百分比为69.6~88.9%;所述的ZrO2的摩尔百分比为11.1~30.4%。
进一步的,在所述的催化剂中的,Cu的摩尔百分比为88.9%;所述的ZrO2 的摩尔百分比为11.1%。
进一步的,在所述的催化剂中的,Cu的摩尔百分比为80%;所述的ZrO2的摩尔百分比为20%。
进一步的,在所述的催化剂中的,Cu的摩尔百分比为72.7%;所述的ZrO2的摩尔百分比为27.3%。
进一步的,在所述的催化剂中的,Cu的摩尔百分比为69.6%;所述的ZrO2的摩尔百分比为30.4%。
本发明还提供了上述的一种用于甲醇水蒸气重整制氢的催化剂的制备方法, 包括如下步骤:
1)一个沉淀铜组分的步骤,将0.7~1.3mol/L的Cu(NO3)2溶液与0.4~0.6 mol/L的Na2CO3溶液并流滴加到装有0.2mol/L的Na2CO3溶液的反应容 器中,所述的0.7~1.3mol/L的Cu(NO3)2溶液和0.2mol/L的Na2CO3溶 液的体积比为3~6:1,控制并流滴加时每滴液滴的量为0.05-0.07ml,通 过调节0.4~0.6mol/L的Na2CO3溶液的滴加速率将悬浊液pH值控制在 7.3-7.8范围内,滴加过程中控制搅拌转速为200-300r/min,温度50~65℃, 待硝酸铜溶液滴加完毕后结束碳酸钠溶液的滴加;
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