La2O2CO3纳米棒负载Ir催化剂上甘油氧化蒸汽重整制氢研究

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酯交换法生产生物柴油的过程中产生大量副产物甘油,如何利用这部分的甘油已经成为生物柴油产业的一个难题。甘油蒸汽重整制氢是解决这个问题的有效的方法之一。本文考察了沉淀法和水热法合成的La2O2CO3纳米棒负载Ir催化剂上的OSRG反应的催化性能。根据合成方法和温度的不同,催化剂分别命名为Ir3/La2O2CO3-P,Ir3/La2O2CO3-HT-80和Ir3/La2O2CO3-HT-180。采用高倍透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、程序升温还原(H2-TPR)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)等表征手段对催化剂的相貌、组分、结构等进行分析。沉淀法制备的Ir3/La2O2CO3-P催化剂表现出了最好的OSRG催化活性。在650oC,S/C=2,C/O=2,SVglycerol=29g·gcat-1h·-1下,甘油转化率达98%,H2和CO2选择性分别达87%和73%。且该催化剂在此条件下反应100h而不发生失活,具有良好的稳定性。同时Ir3/La2O2CO3-P催化剂在WGS和SRG反应中也有很好的催化活性。对催化剂进行表征,认为Ir3/La2O2CO3-P催化剂的高活性主要是因为:1)它的载体是单一晶相的La2O2CO3(II-La2O2CO3),有较坚固的纳米棒结构;2)有较强的碱性;3)活性金属与载体间有较强的相互作用。即使经过100h的OSRG反应,这种载体与活性金属的强相互作用仍然能有效地阻止Ir物种的烧结。这种较强的相互作用很可能是由于该催化剂暴露了更多的(110)晶面。本文的结果说明通过改变催化剂载体的形貌,可以有效地改善Ir3/La2O2CO3催化剂在OSRG反应中的活性、选择性和稳定性。
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