CN100551525C - 烃重整催化剂及其制备方法以及包含它的燃料处理器 - Google Patents

烃重整催化剂及其制备方法以及包含它的燃料处理器 Download PDF

Info

Publication number
CN100551525C
CN100551525C CNB2006101719169A CN200610171916A CN100551525C CN 100551525 C CN100551525 C CN 100551525C CN B2006101719169 A CNB2006101719169 A CN B2006101719169A CN 200610171916 A CN200610171916 A CN 200610171916A CN 100551525 C CN100551525 C CN 100551525C
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrocarbon reforming
oxide carrier
reforming catalyst
heat conduction
conduction material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2006101719169A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101024176A (zh
Inventor
尤利亚·波塔波瓦
金纯澔
李斗焕
李弦哲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung SDI Co Ltd
Original Assignee
Samsung SDI Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung SDI Co Ltd filed Critical Samsung SDI Co Ltd
Publication of CN101024176A publication Critical patent/CN101024176A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100551525C publication Critical patent/CN100551525C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/46—Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
    • B01J23/462—Ruthenium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/12—Layered products comprising a layer of synthetic resin next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/04—Mixing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/40—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts characterised by the catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/101—Glass fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00—Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/08—Reinforcements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2309/00—Parameters for the laminating or treatment process; Apparatus details
    • B32B2309/02—Temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1082—Composition of support materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

本发明提供一种烃重整催化剂，其制备方法，及包含它的燃料处理器。更具体地，本发明提供一种包含浸渍在氧化物载体中的活性催化剂组分以及具有比氧化物载体高的热导率的导热材料的烃重整催化剂，其制备方法，及包含它的燃料处理器。所述烃重整催化剂具有优异的催化活性和热导率，因而能够容易地传递烃重整反应中所需要的热。因此，通过使用上述烃重整催化剂，可以获得高的制氢率。

Description

烃重整催化剂及其制备方法以及包含它的燃料处理器
技术领域
本发明涉及一种烃重整催化剂，其制备方法，及包含它的燃料处理器，更具体地，本发明涉及一种包含浸渍在氧化物载体中的活性催化剂组分和具有比氧化物载体高的热导率的导热材料的烃重整催化剂，其制备方法，及包含它的燃料处理器。
背景技术
燃料电池是直接将氧和烃如甲醇、乙醇和天然气中的氢的化学能转化为电能的发电系统。
燃料电池系统由燃料电池组、燃料处理器(FP)、燃料罐和燃料泵组成。燃料电池组是燃料电池的主体，包括若干(几至几十)个单元电池，单元电池包括膜电极组件(MEA)和隔板(或双极板)。
燃料泵将燃料罐中的燃料提供给燃料处理器。燃料处理器通过重整和净化燃料产生氢，并将氢提供给燃料电池组。燃料电池组接收氢，并通过氢与氧的电化学反应产生电能。
燃料处理器的重整器利用重整催化剂重整烃燃料。烃燃料包含硫化合物。由于硫化合物可以容易地使重整催化剂中毒，所以在重整烃燃料之前必需除去硫化合物。因而，在重整过程之前，烃燃料进行脱硫(参见图1)。
图1是在常规燃料电池系统的燃料处理器中处理燃料的方法的示意性流程图。如图1所示，在燃料处理器中执行脱硫过程、重整过程和CO除去过程。CO除去过程包括高温变换反应、低温变换反应和PROX反应。
在重整过程中，重整器利用重整催化剂重整由烃构成的燃料。重整过程中，向烃中加入水蒸气(H2O)，通过下面反应方程式1产生氢：
[反应方程式1]
CH4+H2O→CO+3H2
C4H10+4H2O→4CO+9H2
发生在烃重整过程中的反应方程式1是需要大量热的吸热过程。因此，重整过程需要提供热，因而通过在高温下利用催化剂来执行。为了获得高的制氢率，需要具有优异的催化活性和高热导率的催化剂，该催化剂能够即时传递反应所需的热。
对于常规烃重整催化剂的研究集中在高催化活性上。通常，通过使用分布在由诸如氧化铝、二氧化硅等的氧化物构成的载体上的具有贵金属活性成分的催化剂，获得优异的催化活性。
然而，为了更好的烃转化率，需要既具有高催化活性又具有高热导率的烃重整催化剂。
发明内容
本发明提供一种具有优异的催化活性和用于即时传递烃重整反应中所需的热的热导率而获得高制氢率的烃重整催化剂，其制备方法，及包含它的燃料处理器。
根据本发明的一个方面，提供一种烃重整催化剂，该烃重整催化剂包含：浸渍在氧化物载体中的活性催化剂组分，及具有比氧化物载体高的热导率的导热材料。
根据本发明的另一个方面，提供一种制备烃重整催化剂的方法，该方法包括：将氧化物载体和具有比氧化物载体高的热导率的导热材料混合；在所得到的混合物中浸渍活性催化剂组分；使产物干燥；及热处理干燥的产物。
根据本发明的另一个方面，提供一种制备烃重整催化剂的方法，该方法包括：在氧化物载体中浸渍活性催化剂组分；使产物干燥；将干燥的产物与具有比氧化物载体高的热导率的导热材料混合；及热处理所得到的混合物。
根据本发明的另一个方面，提供一种包含上述烃重整催化剂的燃料处理器。
附图说明
通过参照附图详述其示例性实施方案，本发明的上述及其它特征和优点将变得更加显而易见，附图中：
图1是在常规燃料电池系统的燃料处理器中处理燃料的方法的示意性流程图；
图2是常规烃重整催化剂颗粒的结构的示意图；
图3是根据本发明实施方案的烃重整催化剂颗粒的结构的示意图；
图4是根据本发明实施方案的制备烃重整催化剂的方法的示意性流程图；
图5是根据本发明另一实施方案的制备烃重整催化剂的方法的示意性流程图；
图6是根据实施例1的烃重整催化剂以及对比例1和2的烃重整催化剂在600℃下的根据气时空速(GHSV)的甲烷气体转化率图；
图7是根据实施例2和3的烃重整催化剂以及对比例3的烃重整催化剂在600℃下的根据气时空速(GHSV)的甲烷气体转化率图；
图8是根据实施例2和4的烃重整催化剂以及对比例1的烃重整催化剂在700℃下的根据气时空速(GHSV)的甲烷气体转化率图。
具体实施方式
在下文中，将参照示出本发明示例性实施方案的附图来更全面地描述本发明。
根据本发明实施方案的烃重整催化剂包含：浸渍在氧化物载体中的活性催化剂组分；及具有比氧化物载体高的热导率的导热材料。
为了满足烃重整催化剂中所需的高催化活性，本发明的烃重整催化剂不仅包含散布活性催化剂组分的氧化物载体，还包含满足高热导率的导热材料。
因而，氧化物载体和导热材料以适当比例混合，制得具有适于其使用的所需形状和大小的烃重整催化剂。此外，通过以适当比例混合氧化物载体和导热材料，还可以容易地控制烃重整催化剂的活性和热导率。
图2和3分别是常规烃重整催化剂颗粒的结构和根据本发明的烃重整催化剂颗粒的结构的示意图。
参照图2，常规烃重整催化剂具有核心和外壳型结构，即，金属活性成分散布在具有一定大小和形状的氧化物模制产品的表面上的结构。在这种情况下，反应所需的热不容易传递。
另一方面，参照图3，本发明的烃重整催化剂通过混合或模制粉末形状的氧化物载体和导热材料来制备。因此，本发明的烃重整催化剂具有优异的催化活性和热导率。
优选地，氧化物载体可以具有表面积大的多孔结构。表面积可以为10～800m2/g。当表面积低于10m2/g时，浸渍的活性催化剂组分的散布太少，因而不能获得充分的催化剂活性。当表面积高于800m2/g时，氧化物载体的机械特性恶化。
导热材料的热导率在室温下可以为15～600Wm-1K-1。当热导率低于15Wm-1K-1时，导热材料具有比氧化物载体低的热导率，因而导热材料对提高反应效率没有任何作用。此外，即使当热导率高于600Wm-1K-1时，导热材料对烃重整催化剂也没有任何影响。
氧化物载体例如可以包括选自Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2和CeO2中的至少一种，但不限于此。
导热材料例如可以包括选自诸如Al、Mg、Co、Fe、Ni、Mo等的导热金属材料和诸如石墨、炭黑等的导热碳-基材料中的至少一种。
氧化物载体的量可以为氧化物载体和导热材料总重量的10～90wt％。导热材料的量按氧化物载体和导热材料的总重量计可以为10～90wt％。当导热材料的量大于上述范围时，浸有活性催化剂组分的氧化物载体的相对量太少，因而整个反应效率恶化。当氧化物载体的量超过上述范围时，导热材料的相对量太少，从而恶化催化剂的热导率，因而整个反应效率恶化。
活性催化剂组分，即催化剂金属，可以为在燃料气体的重整反应中活性的过渡金属。活性催化剂组分例如可以包括至少一种选自钌(Ru)、铂(Pt)、铑(Rh)、钴(Co)、镍(Ni)和钯(Pd)中的金属，但不限于此。
活性催化剂组分的量按烃重整催化剂的量计可以为0.1～20wt％。当量低于0.1wt％时，不能获得烃重整反应中充分的反应活性。当量高于20wt％时，不能获得与担载催化剂的量相比的充分的反应活性。
在下文中，现在将说明根据本发明实施方案的制备烃重整催化剂的方法。图4和5是根据本发明实施方案的制备烃重整催化剂的方法的示意性流程图。
参照图4，根据本发明实施方案，提供一种制备烃重整催化剂的方法，该方法包括：将氧化物载体和具有比氧化物载体高的热导率的导热材料混合；在所得到的混合物中浸渍活性催化剂组分；使产物干燥；及热处理干燥的产物。
首先，将氧化物载体和具有比氧化物载体高的热导率的导热材料混合。
利用机械搅拌机等进行混合，导热材料和氧化物载体的细节如上所述。
导热材料的平均颗粒尺寸可以为0.1μm～5mm，且氧化物载体的平均颗粒尺寸可以为0.1μm～5mm。
当导热材料和氧化物载体的平均颗粒尺寸低于0.1μm时，烃燃料和反应产物不能容易地流进和流出模制的催化剂。当导热材料和氧化物载体的平均颗粒尺寸高于5mm时，导热材料和氧化物载体的接触面积减少，从而降低最终的催化剂的热导率。
如上所述，导热材料和氧化物载体的混合重量比可以为1∶9～9∶1。
因此，使用任何常规方法进行活性催化剂组分在所得到的混合物中的浸渍。常规浸渍方法的实例包括沉积-沉淀、共沉淀、湿式浸渍、溅射、气相接枝、液相接枝、初期湿式浸渍等，这些方法都是现有技术中已知的。具体地，优选湿式浸渍或初期湿式浸渍。然而，如果浸渍方法不包括液体的使用，那么可以省略将在下文描述的产物的干燥。
例如，当利用湿式浸渍进行活性催化剂组分的浸渍时，向导热材料和氧化物载体的混合物中加入由活性催化剂组分形成的前体溶液并使其均匀地混合。当活性催化剂组分例如为铂时，可以通过将铂前体如Pt(NH3)4(NO3)2等溶于水或醇-基溶剂如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇等中，制备前体溶液。不具体限定产物的混合，例如，产物可以在40～80℃下搅拌1～12小时。
接着，使产物干燥，优选在100～160℃下干燥3～5小时。
最后，在500～750℃下热处理干燥的产物2～5小时，制得颗粒状的烃重整催化剂。当温度低于500℃时，催化剂未很好地结晶。当温度高于750℃时，浸渍的金属的颗粒尺寸增加，从而降低反应活性。当时间短于2小时时，催化剂也不能充分结晶。当时间长于5小时时，过程不节省。干燥的产物的热处理可以在空气中进行，但不具体限定。
参照图5，根据本发明另一个实施方案，提供一种制备烃重整催化剂的方法，该方法包括：在氧化物载体中浸渍活性催化剂组分；使产物干燥；将干燥的产物与具有比氧化物载体高的热导率的导热材料混合；及热处理所得到的混合物。
对比当前实施方案和图4所示的实施方案，唯一的区别在于：当前实施方案中，首先将活性催化剂组分浸渍在氧化物载体中，然后再将产物与导热材料混合。因此，利用湿式浸渍等将活性催化剂组分浸渍在氧化物载体中，使产物干燥，然后与导热材料混合。此后，根据当前实施方案的方法与根据图4所示的实施方案的方法相同。
根据本发明实施方案，提供包含上述的烃重整催化剂的燃料处理器。
根据当前实施方案的燃料处理器，可以通过制备包含用于烃重整反应的担载催化剂的重整器和在燃料处理器中包括重整器来获得。用于烃重整反应的担载催化剂例如可以通过用固定相的担载催化剂填充管状反应器或混合流动反应器来使用，但不限于此。
将参照下面的实施例更详细地描述本发明。下面的实施例仅是为了说明性目的，而不是限定本发明的范围。
实施例1
将作为导热材料的Al粉末(由Goodfellow制造，颗粒尺寸为10μm)和作为氧化物载体的Al2O3载体(由Aldrich制造，颗粒尺寸为100μm，表面积为150m2g-1)按7∶3的重量比混合，制备10g混合物。
将0.408g的RuCl3H2O(由Aldrich制造)溶解于5ml蒸馏水中，制备Ru水溶液。
利用初期湿式浸渍法将Ru水溶液浸渍在混合物中，使得最终的催化剂中Ru的量为2wt％。
接着，使所得到的产物在120℃下干燥4小时，然后在520℃下于空气中热处理干燥的产物4小时，制得颗粒状的烃重整催化剂。
实施例2
将0.286g的RuCl3H2O(由Aldrich制造)溶解于3.5ml蒸馏水中，制备Ru水溶液。利用初期湿式浸渍法将Ru水溶液浸渍在7g的Al2O3载体(由Aldrich制造，颗粒尺寸为100μm，表面积为150m2g-1)中。
使产物在120℃下干燥4小时。
将作为导热材料的Al粉末(由Goodfellow制造，颗粒尺寸为10μm)和干燥的产物按3∶7的重量比混合，得到10g混合物。在最终的催化剂中Ru的量调整至1.4wt％。
在520℃下于空气中热处理混合物4小时，制得颗粒状的烃重整催化剂。
实施例3
将0.204g的RuCl3H2O(由Aldrich制造)溶解于2.5ml蒸馏水中，制备Ru水溶液。利用初期湿式浸渍法将Ru水溶液浸渍在5g的Al2O3载体(由Aldrich制造，颗粒尺寸为100μm，表面积为150m2g-1)中。
使产物在120℃下干燥4小时。
将作为导热材料的Al粉末(由Goodfellow制造，颗粒尺寸为10μm)和干燥的产物按5∶5的重量比混合，制得10g混合物。在最终的催化剂中Ru的量调整至1wt％。
在520℃下于空气中热处理混合物4小时，制得颗粒状的烃重整催化剂。
实施例4
将0.286g的RuCl3H2O(由Aldrich制造)溶解于3.5ml蒸馏水中，制得Ru水溶液。利用初期湿式浸渍法将Ru水溶液浸渍在7g的Al2O3载体(由Aldrich制造，颗粒尺寸为100μm，表面积为150m2g-1)中。
使产物在120℃下干燥4小时。
将作为导热材料的石墨粉末(由TIMCAL制造，产品名为TIMREXHASAG300Graphite，颗粒尺寸为1～32μm)和干燥的产物按3∶7的重量比混合，制得10g混合物。在最终的催化剂中Ru的量调整至1.4wt％。
在520℃下于空气中热处理混合物4小时，制得颗粒状的烃重整催化剂。
对比例1
使用具有核心和外壳型结构的商业上可以得到的烃重整催化剂(产品名：RUA，制造商：Sud-Chemie，日本，具有3mm直径的球形)。作为活性催化剂组分的Ru的量为2wt％。
对比例2
将0.408g的RuCl3H2O(由Aldrich制造)溶解于5ml蒸馏水中，制得Ru水溶液。利用初期湿式浸渍法将Ru水溶液浸渍在10g的Al2O3载体(由Aldrich制造，颗粒尺寸为100μm，表面积为150m2g-1)中，使得在最终的催化剂中Ru的量为2wt％。
使产物在120℃下干燥4小时，然后在520℃下于空气中热处理干燥的产物4小时，制得颗粒状的烃重整催化剂。
对比例3
将0.204g的RuCl3H2O(由Aldrich制造)溶解于2.5ml蒸馏水中，制得Ru水溶液。利用初期湿式浸渍法将Ru水溶液浸渍在5g的Al2O3载体(由Aldrich制造，颗粒尺寸为100μm，表面积为150m2g-1)中。
使产物在120℃下干燥4小时。
将Al2O3载体(由Aldrich制造，颗粒尺寸为100μm，表面积为150m2g-1)和干燥的产物按5∶5的重量比混合，制得10g混合物。在最终的催化剂中Ru的量调整至1wt％。
在520℃下于空气中热处理混合物4小时，制得颗粒状的烃重整催化剂。
性能试验
图6是实施例1的烃重整催化剂、对比例1的商业上可以得到的烃重整催化剂以及对比例2的不含导热材料的烃重整催化剂在600℃下的根据气时空速(GHSV)的甲烷气体转化率图。参照图6，与对比例1的商业上可以得到的烃重整催化剂和对比例2的不含导热材料的烃重整催化剂相比，实施例1的烃重整催化剂在600℃下具有优异的甲烷气体转化率。
图7是实施例2和3的烃重整催化剂以及对比例3的不含导热材料的烃重整催化剂在600℃下的根据气时空速(GHSV)的甲烷气体转化率图。参照图7，与对比例3的不含导热材料的烃重整催化剂相比，实施例2和3的烃重整催化剂在氧化物载体和导热材料的各种重量比下具有优异的甲烷气体转化率。
图8是根据实施例2和4的烃重整催化剂以及对比例1的商业上可以得到的烃重整催化剂在700℃下的根据气时空速(GHSV)的甲烷气体转化率图。参照图8，在本发明的烃重整催化剂中可以使用了各种导热材料。此外，与对比例1的商业上可以得到的烃重整催化剂相比，实施例2和4的烃重整催化剂也具有优异的甲烷气体转化率。
根据本发明的烃重整催化剂具有优异的催化活性和热导率，因而能够容易地传递烃重整反应中所需的热。因此，通过使用本发明的烃重整催化剂，可以获得高的制氢率。
尽管已经参照其示例性实施方案具体地给出和描述了本发明，但是本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离由所附的权利要求书所限定的构思和范围的情况下，可以对其做出各种形式和细节上的变化。

Claims (22)

1.一种烃重整催化剂，包含：
浸渍在氧化物载体中的活性催化剂组分；及
具有比氧化物载体高的热导率的导热材料，粉末形状的氧化物载体与导热材料混合。
2.根据权利要求1的烃重整催化剂，其中所述氧化物载体的表面积为10～800m2/g。
3.根据权利要求1的烃重整催化剂，其中所述导热材料在室温下的热导率为15～600Wm-1K-1。
4.根据权利要求1的烃重整催化剂，其中所述氧化物载体包括选自Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2和CeO2中的至少一种。
5.根据权利要求1的烃重整催化剂，其中所述导热材料包括选自Al、Cu、Co、Fe、Ni、Zn和Mn中的至少一种。
6.根据权利要求1的烃重整催化剂，其中所述氧化物载体的量为氧化物载体和导热材料的总重量的10～90％重量。
7.根据权利要求1的烃重整催化剂，其中所述导热材料的量按氧化物载体和导热材料的总重量计为10～90％重量。
8.根据权利要求1的烃重整催化剂，其中所述活性催化剂组分由至少一种选自钌(Ru)、铂(Pt)、铑(Rh)、钴(Co)、镍(Ni)和钯(Pd)中的金属形成。
9.根据权利要求1的烃重整催化剂，其中所述活性催化剂组分的量按烃重整催化剂的量计为0.1～20％重量。
10.一种制备烃重整催化剂的方法，包括：
将氧化物载体和具有比氧化物载体高的热导率的导热材料混合；
在所得到的混合物中浸渍活性催化剂组分；
使产物干燥；及
热处理干燥的产物。
11.根据权利要求10的方法，其中所述导热材料的平均颗粒尺寸为0.1μm～5mm，且所述氧化物载体的平均颗粒尺寸为0.1μm～5mm。
12.根据权利要求10的方法，其中所述导热材料和氧化物载体的混合重量比为1∶9～9∶1。
13.根据权利要求10的方法，其中所述活性催化剂组分在所得到的混合物中的浸渍是利用沉积-沉淀、共沉淀、湿式浸渍、溅射、气相接枝、液相接枝或初期湿式浸渍来进行的。
14.根据权利要求10的方法，其中所述产物的干燥在100～160℃下进行3～5小时。
15.根据权利要求10的方法，其中所述干燥产物的热处理在500～750℃下进行2～5小时。
16.一种制备烃重整催化剂的方法，包括：
在氧化物载体中浸渍活性催化剂组分；
使产物干燥；
将干燥的产物与具有比氧化物载体高的热导率的导热材料混合；及热处理所得到的混合物。
17.根据权利要求16的方法，其中所述导热材料的平均颗粒尺寸为0.1μm～5mm，且所述氧化物载体的平均颗粒尺寸为0.1μm～5mm。
18.根据权利要求16的方法，其中所述导热材料和氧化物载体的混合重量比为1∶9～9∶1。
19.根据权利要求16的方法，其中所述活性催化剂组分在氧化物载体中的浸渍利用沉积-沉淀、共沉淀、湿式浸渍、溅射、气相接枝、液相接枝或初期湿式浸渍来进行。
20.根据权利要求16的方法，其中所述产物的干燥在100～160℃下进行3～5小时。
21.根据权利要求16的方法，其中所得到的混合物的热处理在500～750℃下进行3～5小时。
22.一种燃料处理器，其包含权利要求1～9中任一项的烃重整催化剂。
CNB2006101719169A 2006-02-18 2006-09-18 烃重整催化剂及其制备方法以及包含它的燃料处理器 Expired - Fee Related CN100551525C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR15941/06 2006-02-18
KR1020060015941A KR101320388B1 (ko) 2006-02-18 2006-02-18 탄화수소 개질 촉매, 그 제조방법 및 이를 포함하는연료처리장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101024176A CN101024176A (zh) 2007-08-29
CN100551525C true CN100551525C (zh) 2009-10-21

Family

ID=38428977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006101719169A Expired - Fee Related CN100551525C (zh) 2006-02-18 2006-09-18 烃重整催化剂及其制备方法以及包含它的燃料处理器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7833934B2 (zh)
JP (1) JP4837577B2 (zh)
KR (1) KR101320388B1 (zh)
CN (1) CN100551525C (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7879753B2 (en) * 2003-05-27 2011-02-01 Industrie De Nora S.P.A. Catalyst for oxygen reduction
KR20090119766A (ko) * 2007-03-13 2009-11-19 우미코레 아게 운트 코 카게 일산화탄소의 메탄화를 위한 촉매로서 금속 도핑된 니켈 산화물
KR100943832B1 (ko) * 2008-03-31 2010-02-25 재단법인서울대학교산학협력재단 중형 기공 지르코니아에 담지된 니켈 촉매, 그 제조방법 및상기 촉매를 이용한 에탄올의 자열개질반응에 의한 수소제조방법
CN102844266A (zh) * 2010-02-13 2012-12-26 麦卡利斯特技术有限责任公司 用于生产基于氢的燃料和结构元件的具有可透射表面的反应器容器以及相关的系统和方法
KR101308546B1 (ko) * 2011-12-27 2013-09-13 한국화학연구원 이산화탄소를 이용한 메탄의 개질반응용 구리계 촉매 및 이의 제조방법
KR101903791B1 (ko) * 2012-06-25 2018-10-02 에스케이이노베이션 주식회사 카본 블랙 촉매를 이용한 이산화탄소 개질 방법
KR102002285B1 (ko) 2017-06-19 2019-07-23 한국에너지기술연구원 촉매, 촉매의 제조방법 및 촉매를 이용한 바이오원유의 업그레이딩 방법
KR102183308B1 (ko) 2018-09-03 2020-11-26 한국과학기술연구원 수소화 및 수첨탈산소 촉매를 이용한 함산소 탄화수소 화합물의 탈산소 방법
CN112237926B (zh) * 2019-07-18 2023-10-31 中国石油化工股份有限公司 金属负载催化剂及其制备方法
CN110404547A (zh) * 2019-08-06 2019-11-05 北京蓝玖新能源科技有限公司 一种催化剂及其制备方法和应用
CN111482170B (zh) * 2020-05-09 2021-04-20 西南化工研究设计院有限公司 一种甲烷制氢催化剂及其制备方法及应用
CN115845854A (zh) * 2022-11-28 2023-03-28 高潞空气化工产品(上海)能源科技有限公司 一种高导热性耐高温催化剂及其制备方法和用途

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1485370A (en) * 1974-12-06 1977-09-08 Atomic Energy Authority Uk Catalysts and catalytic burners
CN1169887A (zh) * 1996-07-08 1998-01-14 中国科学院兰州化学物理研究所 金属自身氧化物作载体的金属整体催化剂

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3470019A (en) * 1965-02-04 1969-09-30 Matthey Bishop Inc Platinum coating composition,process and platinum-coated materials
US3822220A (en) * 1972-08-01 1974-07-02 Grace W R & Co Preparation of catalysts
US5165909A (en) * 1984-12-06 1992-11-24 Hyperion Catalysis Int'l., Inc. Carbon fibrils and method for producing same
JPS63182034A (ja) * 1987-01-21 1988-07-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd エタノ−ル改質用触媒
US5010049A (en) * 1989-03-24 1991-04-23 The Regents Of The University Of Michigan Modified molybdenum sulfide hydrodesulfurization/hydrodenitrogenation catalysts
US5488023A (en) * 1994-08-12 1996-01-30 Corning Incorporated Method of making activated carbon having dispersed catalyst
JPH10365A (ja) 1996-06-19 1998-01-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 触媒担体およびその製造法
JP3874380B2 (ja) * 1996-08-26 2007-01-31 エヌ・イーケムキャット株式会社 空格子点型格子欠陥を有するカーボン担持白金スケルトン合金電極触媒
US6967183B2 (en) * 1998-08-27 2005-11-22 Cabot Corporation Electrocatalyst powders, methods for producing powders and devices fabricated from same
EP1161991B1 (en) * 1999-03-18 2010-05-05 Panasonic Electric Works Co., Ltd. Use of a catalyst for the water gas shift reaction, method for removing carbon monoxide in hydrogen gas and electric power-generating system of fuel cell
US6841512B1 (en) * 1999-04-12 2005-01-11 Ovonic Battery Company, Inc. Finely divided metal catalyst and method for making same
US6964826B2 (en) * 1999-04-12 2005-11-15 Ovonic Battery Company, Inc. Coated catalytic material with a metal phase in contact with a grain boundary oxide
US20030091496A1 (en) * 2001-07-23 2003-05-15 Resasco Daniel E. Method and catalyst for producing single walled carbon nanotubes
JP3743995B2 (ja) 1999-12-15 2006-02-08 日産自動車株式会社 メタノール改質触媒
US6436363B1 (en) * 2000-08-31 2002-08-20 Engelhard Corporation Process for generating hydrogen-rich gas
JP2002136874A (ja) 2000-11-06 2002-05-14 Nissan Motor Co Ltd 燃料改質ガス中のｃｏ濃度低減触媒およびｃｏ濃度低減装置
US20030091891A1 (en) * 2001-01-16 2003-05-15 Tomoaki Yoshida Catalyst composition for cell, gas diffusion layer, and fuel cell comprising the same
EP1254711A1 (de) * 2001-05-05 2002-11-06 OMG AG & Co. KG Edelmetallhaltiger Trägerkatalysator und Verfahren zu seiner Herstellung
WO2002102932A1 (en) * 2001-06-18 2002-12-27 Japan National Oil Corporation Method for producing hydrocarbons by fischer-tropsch process
US6881703B2 (en) * 2001-08-08 2005-04-19 Corning Incorporated Thermally conductive honeycombs for chemical reactors
US7470648B2 (en) * 2002-02-13 2008-12-30 Battelle Memorial Institute Reforming catalysts
US7129373B2 (en) * 2002-02-14 2006-10-31 Monsanto Technology Llc Oxidation catalyst and process
CN1320943C (zh) * 2002-03-25 2007-06-13 揖斐电株式会社 废气净化用过滤器
JP2004127814A (ja) * 2002-10-04 2004-04-22 Toyota Motor Corp 燃料電池用電極触媒及びその製造方法
US7157401B2 (en) * 2002-10-17 2007-01-02 Carnegie Mellon University Catalyst for the treatment of organic compounds
KR101052385B1 (ko) 2002-10-18 2011-07-28 몬산토 테크놀로지 엘엘씨 알코올 개질용 금속 지지 구리 촉매의 용도
US6946013B2 (en) * 2002-10-28 2005-09-20 Geo2 Technologies, Inc. Ceramic exhaust filter
US20040097371A1 (en) * 2002-11-19 2004-05-20 Juzer Jangbarwala Application of conductive adsorbents, activated carbon granules and carbon fibers as substrates in catalysis
EP1574598B1 (en) * 2002-12-17 2015-04-01 Asahi Kasei Chemicals Corporation Electrode catalyst for oxygen reduction and gas diffusion electrode
US20040158112A1 (en) * 2003-02-10 2004-08-12 Conocophillips Company Silicon carbide-supported catalysts for oxidative dehydrogenation of hydrocarbons
JP2004269332A (ja) * 2003-03-11 2004-09-30 Nissan Motor Co Ltd 燃料改質装置
US7662740B2 (en) * 2003-06-03 2010-02-16 Symyx Technologies, Inc. Platinum-chromium-copper/nickel fuel cell catalyst
JP4431338B2 (ja) 2003-07-28 2010-03-10 新日本石油株式会社 熱伝導性触媒体を用いる水素の製造方法
JP2005087989A (ja) * 2003-08-08 2005-04-07 Hitachi Ltd 触媒材料及びその作製方法とそれを用いた燃料電池
US8216956B2 (en) * 2003-10-10 2012-07-10 Ohio University Layered electrocatalyst for oxidation of ammonia and ethanol
US6897178B1 (en) * 2003-10-31 2005-05-24 The Regents Of The University Of Michigan Carbide/nitride based fuel processing catalysts
AU2004311608A1 (en) * 2003-12-15 2005-07-21 Leandro Balzano Rhenium catalysts and methods for production of single-walled carbon nanotubes
KR100536255B1 (ko) * 2004-05-13 2005-12-12 삼성에스디아이 주식회사 연료전지용 개질기, 그의 제조방법 및 이를 포함하는연료전지 시스템
US7704486B2 (en) * 2005-02-16 2010-04-27 Basf Corporation Precious metal water-gas shift catalyst with oxide support modified with rare earth elements

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1485370A (en) * 1974-12-06 1977-09-08 Atomic Energy Authority Uk Catalysts and catalytic burners
CN1169887A (zh) * 1996-07-08 1998-01-14 中国科学院兰州化学物理研究所 金属自身氧化物作载体的金属整体催化剂

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007216216A (ja) 2007-08-30
KR20070082822A (ko) 2007-08-22
CN101024176A (zh) 2007-08-29
KR101320388B1 (ko) 2013-10-22
US20070197376A1 (en) 2007-08-23
JP4837577B2 (ja) 2011-12-14
US7833934B2 (en) 2010-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100551525C (zh) 烃重整催化剂及其制备方法以及包含它的燃料处理器
CN101151745B (zh) 钯钴颗粒作为氧还原电催化剂
CN100438160C (zh) 用于燃料电池的Pt/Ru合金催化剂
US7732084B2 (en) Solid oxide fuel cell with internal reforming, catalyzed interconnect for use therewith, and methods
EP1818096B1 (en) Catalyst for oxidizing carbon monoxide in a reformer, and fuel cell plant including said reformer
EP1900682B1 (en) Carbon monoxide reducing unit of a reformer for fuel cell
CN100446325C (zh) 用于除去一氧化碳的催化剂体系及利用它的处理器和燃料电池系统
Dong et al. Effect of preparation conditions of CuO–CeO2–ZrO2 catalyst on CO removal from hydrogen-rich gas
KR100754711B1 (ko) 연료 전지
TWI474547B (zh) 電催化觸媒及包含其之燃料電池
EP1818095B1 (en) Water gas shift catalyst and fuel cell system including the same
US20080090118A1 (en) Catalyst for oxidizing carbon monoxide for reformer used in fuel cell, method for preparing the same, and fuel cell system comprising the same
KR101342605B1 (ko) 탄화수소 개질 촉매, 그 제조방법 및 이를 포함하는 연료처리장치
Devianto et al. The effect of impurities on the performance of bioethanol-used internal reforming molten carbonate fuel cell
CN101507924A (zh) 选择性氧化一氧化碳的催化剂、降低一氧化碳浓度的方法及燃料电池系统
US20150030945A1 (en) Fuel cell system and its use
US20090068511A1 (en) Catalyst for reformer of fuel cell, preparing method thereof, and reformer for fuel cell and fuel cell system including same
CN100492733C (zh) 燃料电池
KR100804693B1 (ko) 연료 전지용 개질기의 일산화탄소 저감 장치 및 이를포함하는 연료 전지 시스템
Dönmez Catalytic combustion of methanol on structured catalysts for direct methanol fuel cell
JP2005138006A (ja) 触媒物質、それを用いた燃料電池用電極触媒、及び水性ガスシフト触媒
JP2005123169A (ja) 燃料電池用触媒
JP2005108798A (ja) 燃料電池用触媒

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20091021

Termination date: 20160918