铑催化乙醇制氢研究

2016-05-31
研发部

                                       铑催化乙醇制氢结果图  

  贵金属Rh催化剂由于具有较强的断键能力,是高效的乙醇部分氧化反应的催化剂。TiOx,Al2O3和CeOx等金属氧化物作为载体往往与活性金属发生强相互作用(SMSI效应),起到分散和修饰催化活性物种的作用,通常被用作乙醇部分氧化反应的载体。其中CeO2不仅与催化剂具有SMSI效应,而且其独特的萤石结构使CeO2中活泼的晶格氧可迁移至金属表面,与积炭发生反应,从而表现出优良的抗积炭能力。然而,该反应在高温下进行,催化剂床层中往往存在热点,造成催化剂烧结、积炭, 最终导致催化剂失活。

       SiC具有较高的热传导性能(100~200W/(m·K), 高的机械强度以及优异的抗氧化性能, 因此人们将SiC作为催化剂载体用在一些强放热反应中, 如1,3-丁二烯加氢、H2S氧化及甲烷部分氧化等。然而, 商品SiC的比表面积通常较小(小于10 m2/g), 且其表面呈化学惰性。针对该问题, Zheng等制备了C-SiC复合材料, 在氨气分解反应中展现了较为优异的性能;Zhou等制备了TiO2 -C-SiC复合材料, 所负载的Pd催化剂在对羧基苯甲醛加氢反应中的反应活性及稳定性明显优于传统活性炭负载的Pd催化剂。

        中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室潘秀莲等人设计合成了Rh/CeO2-SiC新型催化剂, X射线衍射和透射电镜等表征结果表明, SiC表面均匀分散了4 nm左右的CeO2纳米颗粒, 进而可很好地分散Rh纳米粒子. 该催化剂在乙醇部分氧化制氢反应中显示出优越的催化性能, 乙醇转化率及H2选择性随反应温度的提高而提高, 700℃时乙醇转化率为100%, H2选择性为50%, CO选择性仅为13%, 且反应40 h未见明显失活, 反应后催化剂表面没有明显的积炭生成. 该催化剂上较低的CO选择性及抗积炭性能可归因于SiC的热传导性能以及CeO2中活泼晶格氧的作用.

来源:内江洛伯尔材料科技有限公司