CN1586718A - 一种纳米碳材料改性的铜基催化剂及其制备方法 - Google Patents

一种纳米碳材料改性的铜基催化剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1586718A
CN1586718A CNA2004100532531A CN200410053253A CN1586718A CN 1586718 A CN1586718 A CN 1586718A CN A2004100532531 A CNA2004100532531 A CN A2004100532531A CN 200410053253 A CN200410053253 A CN 200410053253A CN 1586718 A CN1586718 A CN 1586718A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon material
solution
nano
content
catalyst
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.)
Granted
Application number
CNA2004100532531A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1301793C (zh
Inventor
张新荣
王路存
高敏
曹勇
戴维林
范康年
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.)
Fudan University
Original Assignee
Fudan University
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 Fudan University filed Critical Fudan University
Priority to CNB2004100532531A priority Critical patent/CN1301793C/zh
Publication of CN1586718A publication Critical patent/CN1586718A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1301793C publication Critical patent/CN1301793C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明属于化工技术领域，涉及一种以纳米碳材料为助催剂的新型铜基甲醇水蒸气重整制氢催化剂及其制备方法。现有技术中甲醇水蒸气重整制氢多采用传统合成甲醇铜基催化剂，存在反应温度高(＞280℃)、重整产物中氢含量及选择性低等不足。所述催化剂采用碳酸盐并流共沉淀法制备，即将计量组分的Cu/Zn/Al硝酸盐配成0.1M溶液；一定量的无水碳酸钠制成0.1M溶液，在强搅拌、60℃条件下，将上述硝酸盐溶液和碳酸钠溶液等速、并流滴入预置有计量纳米碳材料的反应器进行共沉淀反应，制得含纳米碳材料的碳酸盐共沉淀物，经洗涤、干燥、焙烧等步骤而制得。所制催化剂具有独特的大表面发达多孔结构，低温活性高且稳定性能良好，对氢具有高选择性，重整产物中氢含量最高可达75％，CO含量低于0.1％。

Description

一种纳米碳材料改性的铜基催化剂及其制备方法
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种纳米碳材料改性的铜基催化剂，该催化剂应用于甲醇水蒸气重整制氢。
技术背景
甲醇作为液体燃料，因具有高能量密度，低碳含量，以及运输和贮存等优势成为最有希望的高携能燃料，通过催化转化即时产生氢气，可以有效的解决氢能利用中所存在的多种问题，成为理想的氢载体，将其作为燃料电池的氢源是目前研究的热点。作为燃料电池的氢源，对甲醇水蒸气重整制氢反应的产氢速率和重整气中H2和CO含量都有一定的要求，尤其对CO含量要求更为苛刻，因CO易引起燃料电池阳极催化剂中毒。由铜基催化剂催化甲醇水蒸气重整制氢是有效解决车载燃料电池等制氢需求的潜在途径。但传统铜基合成甲醇催化剂对该反应的低温活性、制氢选择性及催化稳定性均不理想，因而研制兼具高活性、高氢选择性和稳定性的新型甲醇水蒸气重整制氢催化剂已成为制氢体系进一步走向实用化面临的重要研究课题。
目前，新型铜基甲醇水蒸气重整制氢催化剂的应用开发研究已非常广泛且深入。据报道，制备方法及条件对铜基催化剂的结构及催化性能起着十分重要的影响[J.Mol.Catal.A：Chem.，1997，124(1)：123；J.Power Sources，1999，84(2)：187；Appl.Catal.A，1999，179(1)：21.]。文献报道的铜基催化剂制备方法有浸渍法、模板法及共沉淀等方法[Catal.Today，2002，77(1)：89；Int.J.Hydrogen Energy[J]，2000，25(2)：211；Appl.Catal.A[J]，2000，194(1)：21.]。一般认为采用共沉淀法制备得到的CuO/ZnO/Al2O3催化剂具有较好的甲醇水蒸气重整制氢活性及氢选择性。但采用该法制备得到的CuO/ZnO/Al2O3催化剂通常要在温度＞280℃条件下才可达到较高的甲醇转化率，显然不能满足车载燃料电池等的实际制氢需求。最近，有报道采用Mn、Cr、Zr等过渡金属元素的氧化物为助催剂，制得氧化物改型的CuO/ZnO/Al2O3催化剂，可实现在250℃左右的条件下，95％以上的甲醇转化，但是经该类催化剂得到的重整气中一氧化碳的含量仍偏高。因而进一步寻求性能稳定、低温高活性、氢选择性较高的催化剂成为广大研究者关注的焦点[J.Mol.Catal.A，2003，194(1)：99.]。纳米碳材料如活性碳纤维、碳纳米管等除其高机械强度，化学惰性外，其所具备的独特的类石墨的纳米管壁结构，以及高比表面和优异的吸附性能作为潜在的新型催化材料近年来引起了广泛关注。
发明内容
本发明的目的在于提出一种低温催化高活性、性能稳定、氢选择性高的纳米碳材料的改性铜基催化剂及其制备方法。
本发明提出的用于甲醇水蒸气重整制氢的催化剂，由CuO/ZnO/Al2O3活性组分与纳米碳材料组合而成，其中，CuO/ZnO/Al2O3活性组分的重量百分含量为70-99wt％，其余的为纳米碳材料。纳米碳材料组分的重量含量在5-15wt％之间为更佳。
上述纳米碳材料促进的铜基催化剂，其中的CuO/ZnO/Al2O3组分中CuO含量在30-70％摩尔比，ZnO含量在20-60％摩尔比，Al2O3含量在0-15％摩尔比。
上述活性组份较好的含量是CuO为45-60％摩尔比，ZnO为30-45％摩尔比，Al2O3为8～10％摩尔比。
上述纳米碳材料促进的铜基催化剂，其中的纳米碳材料为活性碳(AC，含碳量≥99wt％，比表面积800-1500m2/g)、纳米碳纤维(NCE，含碳量≥99wt％，石墨状碳含量≥80wt％，比表面积80-120m2/g)、石墨(GR，含碳量≥99wt％，比表面积5-10m2/g)、碳纳米管(CNTs，外径10-50nm，内径2-4nm，含碳量≥99wt％，石墨状碳含量≥80wt.％，比表面积100-160m2/g)、活性碳纤维(ACF，含碳量≥99wt％，石墨状碳含量≥80wt％，比表面积1000-2000m2/g)等的一种或几种。
本发明提出的纳米碳材料促进的铜基催化剂可采用传统的碳酸盐并流共沉淀法制备。其具体步骤为：根据上述用量比例，在强搅拌、室温--60℃条件下，将碳酸钠的水溶液及含有铜、锌与铝氯化盐或硝酸盐的水溶液中以并流方式加入到预分散有一定量纳米碳材料的水溶液中，室温--60℃下搅拌老化；洗涤、干燥并在特定气氛下焙烧，造粒，即得该催化剂。
上述制备方法中，碳酸钠及含铜、锌与铝氯化盐或硝酸盐的水溶液可以一次加入，也可以一定速度缓慢滴加。碳酸钠溶液、氯化盐或硝酸盐溶液的浓度为0.05M-0.5M之间，在强搅拌、室温--60℃条件下，将氯化盐或硝酸盐溶液和碳酸钠溶液等速、并流滴入预置有计量纳米碳材料的反应器内进行共沉淀反应，反应结束后继续搅拌3-5小时。沉淀液经蒸馏水洗涤，充分打浆、过滤，然后烘干。干燥后的催化剂再在给定的气氛下焙烧，造粒。焙烧的气氛一般为空气、氧气、氮气、氩气或氢气。焙烧温度一般为250～600℃，焙烧时间2-10小时。焙烧后的催化剂制成平均粒度为60～80目的样品。
本发明中，碳酸钠溶液、氯化盐或硝酸盐溶液的浓度为0.1-0.3M。
本发明中，焙烧气氛为氮气或氩气。
本发明中，焙烧温度为300-400℃。
本发明中，催化剂作为甲醇水蒸汽重整制氢催化剂的应用。
对本发明提供的催化剂的活性可用如下方法测试：催化剂活性评价在常压固定床流动反应体系中进行，不锈钢反应器(300mm×Φ10mm)，反应温度控制在180～250℃之间，催化剂床层温度由铬铝热电偶经过程序温控仪控制。活性评价时将催化剂和同体积石英沙混合后放入反应器恒温区，先将5％H2/Ar混合气通入反应器，调流量为80mL/min，程序升温至250℃还原活化催化剂8h，然后将反应炉温度降到设定反应温度，切换氩气，调流量30mL/min，氩气流将水和甲醇的混合液引入反应体系开始反应。反应在设定反应温度稳定2h后采样分析，产气先经过冷凝器冷却，尾气经六通阀采样后进入GC122在线分析，未反应的水和甲醇注射分析，热导检测器(TCD)检测，用工作站控制采样过程并进行数据处理。两个并联的色谱柱(Poropak-Q和TDX-01，2m)分别用来分离CH3OH、高级醇和CO、CO2、H2等产物。本发明制备的催化剂低温活性高，稳定性好，对氢气选择性高，催化剂制备过程简单，重复性好。重整产气中氢气含量50-75vol％，CO为0.08-0.3vol％，易净化处理。
附图说明
图1是实施例七中的活性碳纤维催化剂的扫描电镜(SEM)图。
图2是实施例七中的活性碳纤维促进的铜基催化剂扫描电镜(SEM)图。
从上述图中可见可以很清晰地看到活性碳纤维呈直径约5微米，长约400-500微米的纤维状结构，而含12wt％活性碳纤维的铜基催化剂则呈现出异常发达的多孔结构。
具体实施方式
下面以实施例对本发明作进一步说明。
实施例1，首先将7.26g Cu(NO3)2·3H2O，8.91g Zn(NO3)2·6H2O，2.50g Al(NO3)3·9H2O(AR级)分别配制成0.1M的溶液后混合，再将7.42g AR级的无水Na2CO3配制成0.1M的溶液。然后在强搅拌条件下，将硝酸盐溶液和碳酸钠溶液并流滴入预置有0.45g活性碳粉(400-600目)的100mL水溶液中，溶液温度控制在60℃，pH为7.0-7.2。反应结束后继续搅拌4h，然后用去离子水洗涤，充分打浆，过滤，最后于110℃干燥12h，在氮气保护下在360℃焙烧4h，制备所得催化剂氧化态前驱体，试样中，Cu/Zn/Al＝45/45/10(摩尔比)，催化剂氧化态前驱体中活性碳为8wt％。
催化剂对甲醇水蒸气重整制氢活性评价在常压固定床连续流动反应器系统上进行(300mm×Φ10mm)，催化剂用量为0.5g。先将5％H2/Ar混合气通入反应器，调流量为80mL/min，程序升温至250℃还原活化催化剂8h，然后将反应炉温度降到设定反应温度，切换氩气，调流量30mL/min，氩气流将水和甲醇的混合液引入反应体系开始反应。反应在设定反应温度稳定2h后采样分析，产气先经过冷凝器冷却，尾气经六通阀采样后进入GC122在线分析，热导检测器(TCD)检测，用工作站控制采样过程并进行数据处理。评价结果表明：在常压，低温230℃，n(H2O)/n(CH3OH)＝1.1/1.0，WHSV＝3.61h-1的反应条件下，甲醇转化率为79.3％，氢产率为0.2357，氢气选择性为99.4％，CO2选择性为99.4％，重整产气中CO含量为0.14％。与对比实施例1中的实验结果相比，活性碳改性后催化剂低温活性并没有提高，但重整产气中CO的含量显著降低，易净化处理。
对比实施例1
在相同的实验条件下制备的具有相同组分比，不含有碳材料的Cu/ZnO/Al2O3催化剂上，催化剂活性评价同实施例1，在常压，低温230℃，n(H2O)/n(CH3OH)＝1.1/1.0，WHSV＝3.61h-1的反应条件下，甲醇转化率为83.1％，氢产率为0.2465，氢气选择性为99.2％，CO2选择性为99.0％，重整产气中CO含量为0.25％。
实施例2
首先将7.26g Cu(NO3)2·3H2O，8.91g Zn(NO3)2·6H2O，2.50g Al(NO3)3·9H2O(AR级)分别配制成0.1M的溶液后混合，再将7.42g AR级的无水Na2CO3配制成0.1M的溶液。然后在强搅拌条件下，将硝酸盐溶液和碳酸钠溶液并流滴入预置有0.45g纳米碳纤维的100mL水溶液中，溶液温度控制在20℃，pH为7.0-7.2。反应结束后继续搅拌4h，然后用去离子水洗涤，充分打浆，过滤，最后于110℃干燥12h，在氮气保护下在360℃焙烧4h，制备所得催化剂氧化态前驱体，试样中，Cu/Zn/Al＝45/45/10(摩尔比)，催化剂氧化态前驱体中纳米碳纤维为8wt％。催化剂活性评价同实施例1，结果表明：在常压，低温230℃，n(H2O)/n(CH3OH)＝1.1/1.0，WHSV＝3.61h-1的反应条件下，甲醇转化率为85.9％，氢产率为0.2551，氢气选择性为99.3％，CO2选择性为99.4％，重整产气中CO含量为0.15％。参照对比实验一，纳米碳纤维改性后催化剂的低温催化性能得到提高，重整产气中CO的含量也得到降低。
实施例3
首先将7.26g Cu(NO3)2·3H2O，8.91g Zn(NO3)2·6H2O，2.50g Al(NO3)3·9H2O(AR级)分别配制成0.1M的溶液后混合，再将7.42g AR级的无水Na2CO3配制成0.1M的溶液。然后在强搅拌条件下，将硝酸盐溶液和碳酸钠溶液并流滴入预置有0.45g碳纳米管的100mL水溶液中，溶液温度控制在60℃，pH为7.0-7.2。反应结束后继续搅拌4h，然后用去离子水洗涤，充分打浆，过滤，最后于110℃干燥12h，在氮气保护下在360℃焙烧4h，制备所得催化剂氧化态前驱体，试样中，Cu/Zn/Al＝45/45/10(物质的量比)，催化剂氧化态前驱体中碳纳米管为8wt％。催化剂活性评价同实施例1，结果表明：在常压，低温230℃，n(H2O)/n(CH3OH)＝1.1/1.0，WHSV＝3.61h-1的反应条件下，甲醇转化率为93.2％，氢产率为0.2784，氢气选择性为99.9％，CO2选择性为99.6％，重整产气中CO含量为0.11％。参照对比实验一，碳纳米管改性后催化剂的低温催化性能得到进一步提高，重整产气中CO的含量得到显著降低。
实施例4
首先将7.26g Cu(NO3)2·3H2O，8.91g Zn(NO3)2·6H2O，2.50g Al(NO3)3·9H2O(AR级)分别配制成0.1M的溶液后混合，再将7.42g AR级的无水Na2CO3配制成0.1M的溶液。然后在强搅拌条件下，将硝酸盐溶液和碳酸钠溶液并流滴入预置有0.45g石墨的100mL水溶液中，溶液温度控制在60℃，pH为7.0-7.2。反应结束后继续搅拌4h，然后用去离子水洗涤，充分打浆，过滤，最后于110℃干燥12h，在氮气保护下在360℃焙烧4h，制备所得催化剂氧化态前驱体，试样中，Cu/Zn/Al＝45/45/10(摩尔比)，催化剂氧化态前驱体中石墨为8wt％。催化剂活性评价同实施例1，结果表明：在常压，低温230℃，n(H2O)/n(CH3OH)＝1.1/1.0，WHSV＝3.61h-1的反应条件下，甲醇转化率为95.3％，氢产率为0.2835，氢气选择性为99.5％，CO2选择性为99.3％，重整产气中CO含量为0.17％。参照对比实验一，石墨改性后催化剂的低温催化性能同样得到显著提高，重整产气中CO的含量得到降低。
实施例5
首先将7.26g Cu(NO3)2·3H2O，8.91g Zn(NO3)2·6H2O，2.50g Al(NO3)3·9H2O(AR级)分别配制成0.1M的溶液后混合，再将7.42g AR级的无水Na2CO3配制成0.1M的溶液。然后在强搅拌条件下，将硝酸盐溶液和碳酸钠溶液并流滴入预置有0.45g活性碳纤维的100mL水溶液中，溶液温度控制在60℃，pH为7.0-7.2。反应结束后继续搅拌4h，然后用去离子水洗涤，充分打浆，过滤，最后于110℃干燥12h，在氮气保护下在360℃焙烧4h，制备所得催化剂氧化态前驱体，样品中，Cu/Zn/Al＝45/45/10(摩尔比)，催化剂氧化态前驱体中活性碳纤维为8wt％。催化剂活性评价同实施例1，结果表明：在常压，低温230℃，n(H2O)/n(CH3OH)＝1.1/1.0，WHSV＝3.61h-1的反应条件下，甲醇转化率为97.5％，氢产率为0.2912，氢气选择性为99.9％，CO2选择性为99.5％，重整产气中CO含量为0.12％。参照对比实验一，活性碳纤维改性后催化剂的低温催化性能得到显著提高，重整产气中CO的含量得到很大程度的降低。
实施例6
首先将7.26g Cu(NO3)2·3H2O，8.91g Zn(NO3)2·6H2O，2.50g Al(NO3)3·9H2O(AR级)分别配制成0.1M的溶液后混合，再将7.42g AR级的无水Na2CO3配制成0.1M的溶液。然后在强搅拌条件下，将硝酸盐溶液和碳酸钠溶液并流滴入预置有1.13g活性碳纤维的100mL水溶液中，溶液温度控制在60℃，pH为7.0-7.2。反应结束后继续搅拌4h，然后用去离子水洗涤，充分打浆，过滤，最后于110℃干燥12h，在空气气氛下在360℃焙烧4h，制备所得催化剂氧化态前驱体，样品中，Cu/Zn/Al＝45/45/10(摩尔比)，催化剂氧化态前驱体中活性碳纤维为20wt％。催化剂活性评价同实施例1，结果表明：在常压，低温230℃，n(H2O)/n(CH3OH)＝1.1/1.0，WHSV＝3.61h-1的反应条件下，甲醇转化率为93.5％，氢产率为0.2982，氢气选择性为99.9％，CO2选择性为99.5％，重整产气中CO含量为0.08％。参照对比实验一，活性碳纤维改性后催化剂的低温催化性能得到显著提高，重整产气中CO的含量得到极大程度的降低。
实施例7
首先将7.26g Cu(NO3)2·3H2O，8.91g Zn(NO3)2·6H2O，2.50g Al(NO3)3·9H2O(AR级)分别配制成0.1M的溶液后混合，再将7.42g AR级的无水Na2CO3配制成0.1M的溶液。然后在强搅拌条件下，将硝酸盐溶液和碳酸钠溶液并流滴入预置有0.05g活性碳纤维的100mL水溶液中，溶液温度控制在60℃，pH为7.0-7.2。反应结束后继续搅拌4h，然后用去离子水洗涤，充分打浆，过滤，最后于110℃干燥12h，在氮气保护下在360℃焙烧4h，制备所得催化剂氧化态前驱体，样品中，Cu/Zn/Al＝45/45/10(摩尔比)，催化剂氧化态前驱体中活性碳纤维为2wt％。催化剂活性评价同实施例1，结果表明：在常压，低温230℃，n(H2O)/n(CH3OH)＝1.1/1.0，WHSV＝3.61h-1的反应条件下，甲醇转化率为90.5％，氢产率为0.2782，氢气选择性为99.9％，CO2选择性为99.5％，重整产气中CO含量为0.12％。参照对比实验一，活性碳纤维改性后催化剂的低温催化性能得到显著提高，重整产气中CO的含量得到相当程度的降低。
比较各种碳材料改性的铜基甲醇水蒸气重整制氢催化剂的低温催化性能可知，除活性碳以外，碳材料改性的铜基甲醇水蒸气重整制氢催化剂活性都得到提高，产气中CO的含量得到减少，尤其是活性碳纤维改性铜基催化剂表现出最好的催化性能。
实施例8
首先将7.26g Cu(NO3)2·3H2O，8.91g Zn(NO3)2·6H2O，2.50g Al(NO3)3·9H2O(AR级)分别配制成0.1M的溶液后混合，再将7.42g AR级的无水Na2CO3配制成0.1M的溶液。然后在强搅拌条件下，将硝酸盐溶液和碳酸钠溶液并流滴入预置有0.71g活性碳纤维的100mL水溶液中，溶液温度控制在60℃，pH为7.0～7.2。反应结束后继续搅拌4h，然后用去离子水洗涤，充分打浆，过滤，最后于110℃干燥12h，在氮气保护下在360℃焙烧4h，制备所得催化剂氧化态前驱体，试样中，Cu/Zn/Al＝45/45/10(摩尔比)，催化剂氧化态前驱体中活性碳纤维为12wt％。催化剂活性评价同实施例1，结果表明：在常压，低温230℃，n(H2O)/n(CH3OH)＝1.1/1.0，WHSV＝3.61h-1，GHSV＝3600h-1的反应条件下，甲醇转化率为94.3％，氢产率为0.2816，氢气选择性为99.9％，CO2选择性为99.5％，重整产气中CO含量为0.14％。
实施例9
首先将7.26g Cu(NO3)2·3H2O，8.91g Zn(NO3)2·6H2O，2.50g Al(NO3)3·9H2O(AR级)分别配制成0.1M的溶液后混合，再将7.42g AR级的无水Na2CO3配制成0.1M的溶液。然后在强搅拌条件下，将硝酸盐溶液和碳酸钠溶液并流滴入预置有1.69g活性碳纤维的100mL水溶液中，溶液温度控制在60℃，pH为7.0-7.2。反应结束后继续搅拌4h，然后用去离子水洗涤，充分打浆，过滤，最后于110℃干燥12h，在氮气保护下在500℃焙烧4h，制备所得催化剂氧化态前驱体，试样中，Cu/Zn/Al＝45/45/10(摩尔比)，催化剂氧化态前驱体中活性碳纤维为30wt％。催化剂活性评价同实施例1，结果表明：在常压，低温230℃，n(H2O)/n(CH3OH)＝1.1/1.0，WHSV＝3.61h-1，GHSV＝3600h-1的反应条件下，甲醇转化率为90.3％，氢产率为0.2886，氢气选择性为99.9％，CO2选择性为99.5％，重整产气中CO含量为0.10％。
实施例10
首先将7.26g Cu(NO3)2·3H2O，8.91g Zn(NO3)2·6H2O，2.50g Al(NO3)3·9H2O(AR级)分别配制成0.1M的溶液后混合，再将7.42g AR级的无水Na2CO3配制成0.1M的溶液。然后在强搅拌条件下，将硝酸盐溶液和碳酸钠溶液并流滴入预置有0.45g活性碳纤维和0.26g碳纳米管的100mL水溶液中，溶液温度控制在60℃，pH为7.0-7.2。反应结束后继续搅拌4h，然后用去离子水洗涤，充分打浆，过滤，最后于110℃干燥12h，在氮气保护下在400℃焙烧4h，制备所得催化剂氧化态前驱体，试样中，Cu/Zn/Al＝45/45/10(摩尔比)，催化剂氧化态前驱体中活性碳纤维及碳纳米管总量为12wt％。催化剂活性评价同实施例1，结果表明：在常压，低温230℃，n(H2O)/n(CH3OH)＝1.1/1.0，WHSV＝3.61h-1，GHSV＝3600h-1的反应条件下，甲醇转化率为98.5％，氢产率为0.2988，氢气选择性为99.9％，CO2选择性为99.5％，重整产气中CO含量为0.07％。

Claims (10)

1、一种纳米碳材料改性的铜基催化剂，其特征在于由CuO/ZnO/Al2O3活性组分与纳米碳材料组成，其中纳米碳材料重量百分含量是1-30wt％，其余组分为CuO/ZnO/Al2O3。
2、根据权利要求1所述催化剂，其特征在于纳米碳材料重量百分含量是5-15wt％。
3、根据权利要求1所述催化剂，其特征在于CuO/ZnO/Al2O3活性组分中CuO含量是30-70％摩尔比，ZnO含量是20-60％摩尔比，Al2O3含量是0-15％摩尔比。
4、根据权利要求3所述催化剂，其特征在于CuO含量是45-60％摩尔比，ZnO含量是30-45％摩尔比，Al2O3含量是8-10％摩尔比。
5、根据权利要求1所述催化剂，其特征在于纳米碳材料为活性碳、纳米碳纤维、石墨、碳纳米管、活性碳纤维中的一种或几种。
6、一种如权利要求1所述的纳米碳材料改性的铜基催化剂的制备方法，其特征在于用并流共沉淀的方法制备，具体是按用量比例，在强搅拌、室温--60℃条件下，将碳酸钠的水溶液及含有铜、锌与铝的氯化盐或硝酸盐的水溶液以并流方式加入到预分散有一定量纳米碳材料的水溶液中，碳酸钠溶液、氯化盐或硝酸盐溶液的浓度是0.05-0.5M，搅拌3-5小时老化；洗涤、干燥并250-600℃焙烧2-10小时，造粒，即得该催化剂。
7、根据权利要求6所述催化剂的制备方法，其特征在于碳酸钠溶液、氯化盐或硝酸盐溶液的浓度为0.1-0.3M。
8、根据权利要求6所述的催化剂的制备方法，其特征在于焙烧气氛为氮气或氩气。
9、根据权利要求6所述的催化剂的制备方法，其特征在于焙烧温度为300-400℃。
10、根据权利要求1或6所述的催化剂作为甲醇水蒸汽重整制氢催化剂的应用。
CNB2004100532531A 2004-07-29 2004-07-29 一种纳米碳材料改性的铜基催化剂及其制备方法 Expired - Fee Related CN1301793C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2004100532531A CN1301793C (zh) 2004-07-29 2004-07-29 一种纳米碳材料改性的铜基催化剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2004100532531A CN1301793C (zh) 2004-07-29 2004-07-29 一种纳米碳材料改性的铜基催化剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1586718A true CN1586718A (zh) 2005-03-02
CN1301793C CN1301793C (zh) 2007-02-28

Family

ID=34602788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004100532531A Expired - Fee Related CN1301793C (zh) 2004-07-29 2004-07-29 一种纳米碳材料改性的铜基催化剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1301793C (zh)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT501383A1 (de) * 2005-02-10 2006-08-15 Electrovac Wasserstoffherstellung
US8034321B2 (en) 2005-02-10 2011-10-11 Electrovac Ag Hydrogen production
CN102755897A (zh) * 2012-07-20 2012-10-31 西南化工研究设计院有限公司 一种分步共沉淀-喷雾干燥制备铜基甲醇脱氢制甲酸甲酯催化剂的方法
US9561957B2 (en) 2005-10-31 2017-02-07 Bestrong International Limited Use of a process for hydrogen production
CN108654624A (zh) * 2018-05-14 2018-10-16 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种甲醇制氢的尖晶石催化剂及其制法和应用
CN111530467A (zh) * 2019-10-23 2020-08-14 宁夏大学 一种碳改性铜基催化剂及其制备方法和应用
CN111957321A (zh) * 2020-07-01 2020-11-20 广东能创科技有限公司 一种铜基复合金属/多孔碳催化剂的制作方法
CN113145127A (zh) * 2021-04-28 2021-07-23 上海交通大学 一种用于甲醇水蒸气重整制氢的Cu催化剂及其制备方法和应用
CN113398928A (zh) * 2021-06-16 2021-09-17 广东工业大学 一种铜基复合材料及其制备方法与应用
CN114749192A (zh) * 2022-04-20 2022-07-15 刘盛楹 一种甲醇重整制氢催化剂及制备方法和应用
CN114797857A (zh) * 2022-05-20 2022-07-29 广东工业大学 一种纳米花状铜基材料及其制备方法和应用
CN115228477A (zh) * 2022-07-25 2022-10-25 广东工业大学 一种碳包覆铜锌铝催化剂及其制备方法和应用
CN115555028A (zh) * 2022-09-30 2023-01-03 四川蜀泰化工科技有限公司 一种高活性、高选择性、高稳定性甲醇合成催化剂及其制备方法
CN115770603A (zh) * 2022-11-15 2023-03-10 广东工业大学 一种氮掺杂碳包覆铜催化剂及其制备方法和应用
CN115845886A (zh) * 2022-11-20 2023-03-28 复旦大学 一种CdSe/MXene复合光催化剂及其制备方法和应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1124887C (zh) * 2002-01-16 2003-10-22 厦门大学 碳纳米管促进铜－基甲醇合成催化剂及其制备方法
CN1139427C (zh) * 2002-07-30 2004-02-25 复旦大学 一种合成甲醇及二甲醚的纳米铜锌铝催化剂及其制备方法

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT501383B1 (de) * 2005-02-10 2006-11-15 Electrovac Wasserstoffherstellung
US8034321B2 (en) 2005-02-10 2011-10-11 Electrovac Ag Hydrogen production
AT501383A1 (de) * 2005-02-10 2006-08-15 Electrovac Wasserstoffherstellung
US9561957B2 (en) 2005-10-31 2017-02-07 Bestrong International Limited Use of a process for hydrogen production
CN102755897A (zh) * 2012-07-20 2012-10-31 西南化工研究设计院有限公司 一种分步共沉淀-喷雾干燥制备铜基甲醇脱氢制甲酸甲酯催化剂的方法
CN102755897B (zh) * 2012-07-20 2014-02-12 西南化工研究设计院有限公司 一种分步共沉淀-喷雾干燥制备铜基甲醇脱氢制甲酸甲酯催化剂的方法
CN108654624A (zh) * 2018-05-14 2018-10-16 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种甲醇制氢的尖晶石催化剂及其制法和应用
CN111530467A (zh) * 2019-10-23 2020-08-14 宁夏大学 一种碳改性铜基催化剂及其制备方法和应用
CN111957321A (zh) * 2020-07-01 2020-11-20 广东能创科技有限公司 一种铜基复合金属/多孔碳催化剂的制作方法
CN113145127B (zh) * 2021-04-28 2023-10-17 上海交通大学 一种用于甲醇水蒸气重整制氢的Cu催化剂及其制备方法和应用
CN113145127A (zh) * 2021-04-28 2021-07-23 上海交通大学 一种用于甲醇水蒸气重整制氢的Cu催化剂及其制备方法和应用
CN113398928A (zh) * 2021-06-16 2021-09-17 广东工业大学 一种铜基复合材料及其制备方法与应用
CN114749192A (zh) * 2022-04-20 2022-07-15 刘盛楹 一种甲醇重整制氢催化剂及制备方法和应用
CN114797857A (zh) * 2022-05-20 2022-07-29 广东工业大学 一种纳米花状铜基材料及其制备方法和应用
CN114797857B (zh) * 2022-05-20 2023-11-24 广东工业大学 一种纳米花状铜基材料及其制备方法和应用
CN115228477A (zh) * 2022-07-25 2022-10-25 广东工业大学 一种碳包覆铜锌铝催化剂及其制备方法和应用
CN115228477B (zh) * 2022-07-25 2023-11-07 广东工业大学 一种碳包覆铜锌铝催化剂及其制备方法和应用
CN115555028A (zh) * 2022-09-30 2023-01-03 四川蜀泰化工科技有限公司 一种高活性、高选择性、高稳定性甲醇合成催化剂及其制备方法
CN115555028B (zh) * 2022-09-30 2023-09-05 四川蜀泰化工科技有限公司 一种甲醇合成催化剂及其制备方法
CN115770603A (zh) * 2022-11-15 2023-03-10 广东工业大学 一种氮掺杂碳包覆铜催化剂及其制备方法和应用
CN115845886A (zh) * 2022-11-20 2023-03-28 复旦大学 一种CdSe/MXene复合光催化剂及其制备方法和应用
CN115845886B (zh) * 2022-11-20 2024-02-23 复旦大学 一种CdSe/MXene复合光催化剂及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN1301793C (zh) 2007-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1301793C (zh) 一种纳米碳材料改性的铜基催化剂及其制备方法
CN1785513A (zh) 一种用于甲醇水蒸气重整制氢的纳米铜基催化剂及其制备方法
CN113209976B (zh) 一种甲醇水蒸气重整制氢用催化剂及其制备方法与应用、甲醇水蒸气重整制氢反应
Zhao et al. The synergistic catalytic effect between graphene oxide and three-dimensional ordered mesoporous Co3O4 nanoparticles for low-temperature CO oxidation
Boucher et al. Hydrogen production from methanol over gold supported on ZnO and CeO2 nanoshapes
CN1772378A (zh) 一种用于甲醇蒸汽重整制氢的铜锆催化剂及其制备方法
CN1291784C (zh) 一种甲醇水蒸汽重整制氢用的铜基催化剂及其制备方法
CN1680027A (zh) 一种甲醇水蒸气重整制氢用的铜基催化剂及其制备方法
CN1672789A (zh) 一种甲醇自热重整制氢催化剂及制备方法和应用
Guo et al. Recent progress of cocatalysts loaded on carbon nitride for selective photoreduction of CO 2 to CH 4
CN1850331A (zh) 一种CuZnAl复合氧化物催化剂、制备及其用途
Liang et al. Ag single atoms anchored on CeO2 with interfacial oxygen vacancies for efficient CO2 electroreduction
JP4022615B2 (ja) 水性ガスシフト反応及びメタノール水蒸気改質反応用触媒
CN101632929A (zh) 一种高温甲醇水蒸气重整制氢催化剂及其制备方法
Xie et al. Effect of oxygen vacancy influenced by CeO2 morphology on the methanol catalytic reforming for hydrogen production
Liu et al. Room temperature removal of high-space-velocity formaldehyde boosted by fixing Pt nanoparticles into Beta zeolite framework
CN1139427C (zh) 一种合成甲醇及二甲醚的纳米铜锌铝催化剂及其制备方法
US20090220413A1 (en) Catalyst For Methane Steam Reformation, Method Of Producing The Same, And Method Of Producing Hydrogen Using The Same
CN1274416C (zh) 丙烷氧化脱氢制丙烯用的复合氧化物催化剂及其制备方法
CN1190357C (zh) 一种用于低温选择氧化氢气中co的催化剂及其制备方法和应用
US10233077B2 (en) Photocatalysis-induced partial oxidation of methanol reforming process for producing hydrogen
CN1305566C (zh) 甲醇重整制氢整体式催化剂及其制备方法
CN113649054B (zh) 一种NiFe@NC/Al-SrTiO3复合光催化剂及其应用
KR20210023548A (ko) 바이오매스의 액상 개질용 불균일계 합금 촉매, 그 제조방법, 및 이를 이용하는 고순도 수소 생산 방법
CN1046435C (zh) 甲烷选择性氧化制合成气的催化剂

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
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070228

Termination date: 20090831