催化学报

催化学报 ›› 2009, Vol. 30 ›› Issue (4): 297-304.

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固体酸催化剂对二甲醚水蒸气重整制氢过程的影响

王晓蕾1,2, 任克威2,3, 潘相敏2,4, 林 瑞2,4, 马建新2,4   

  1. 1同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092; 2同济大学新能源汽车工程中心, 上海 201804; 3华东理工大学资源与环境工程学院, 上海 200237; 4同济大学汽车学院, 上海 201804
  • 收稿日期:2009-04-25 出版日期:2009-04-25 发布日期:2013-01-21

Influence of Solid Acid Catalysts on Steam Reforming of Dimethyl Ether for Hydrogen Production

WANG Xiaolei1,2, REN Kewei2,3, PAN Xiangmin2,4, LIN Rui2,4, MA Jianxin2,4,*   

  1. 1School of Environmental Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2Clean Energy Automotive Engineering Center, Tongji University, Shanghai 201804, China; 3School of Resources and Environmental Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China; 4School of Automotive Studies, Tongji University, Shanghai 201804, China
  • Received:2009-04-25 Online:2009-04-25 Published:2013-01-21

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摘要： 将 HZSM-5 (n(SiO2)/n(Al2O3) = 25, 38, 50 和 93.5), HM, Hβ, HY 和g-Al2O3 等多种固体酸催化剂用于二甲醚(DME)水解, 并将其分别同自制的 CuO/ZnO/Al2O3 催化剂进行机械混合, 制备双功能催化剂并用于 DME 水蒸气重整制氢反应. 结合 NH3 程序升温脱附表征手段, 考察了固体酸催化剂酸性位的强度、酸量及种类对 DME 水解和重整反应的影响; 结合热重-差热扫描量热分析表征手段, 研究了 HZSM-5(93.5)和g-Al2O3 在 DME 水解过程中的稳定性. 在此基础上, 进一步研究了固体酸催化剂对 DME 重整制氢反应中 DME 转化率、H2 摩尔产率以及含碳气体产物选择性的影响. 结果表明, 固体酸催化剂的酸性位的强度和酸量对 DME 重整制氢过程具有显著的影响, 强酸度和高酸量无益于 DME 水蒸气重整制氢; 以 HZSM-5 为固体酸的双功能催化剂具有较好的低温活性, 而以g-Al2O3 为固体酸的双功能催化剂在高温下具有较高的 H2 产率.

关键词: 固体酸催化剂, 氧化铜, 氧化锌, 氧化铝, 二甲醚水解, 二甲醚水蒸气重整, 制氢

Abstract: The solid acid catalysts of HZSM-5 (n(SiO2)/ n(Al2O3) = 93.5) and g-Al2O3 were both effective on dimethyl ether (DME) hydrolysis. During a 30 h stability test, g-Al2O3 did not show obvious deactivation and remained about 60% DME conversion after 30 h. However, HZSM-5(93.5) began to be deactivated at 22 h and reached only about 9% DME conversion after 30 h reaction.

Key words: solid acid catalyst, copper oxide, zinc oxide, alumina, dimethyl ether hydrolysis, dimethyl ether steam reforming, hydrogen production