1、生物質(zhì)乙醇蒸汽重整制氫是一條綠色可再生能源發(fā)展路線。本文通過吉布斯自由能最小化的方法對乙醇相關(guān)制氫工藝進(jìn)行了熱力學(xué)模擬計算，同時對乙醇蒸汽重整高比表面鈰基載體負(fù)載Pt催化劑體系催化活性和穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。
　　 通過最小吉布斯自由能熱力學(xué)模擬的方法，對乙醇不同制氫工藝(包括部分氧化、自熱重整、蒸氣重整、干氣重整和三元重整)進(jìn)行了摩爾氫氣生成量和炭生成量的比較。發(fā)現(xiàn)乙醇蒸汽重整制氫工藝具有最高的摩爾氫氣生成量5.39mol/mol

2、。對應(yīng)最佳的反應(yīng)工藝條件為溫度大于800K、S/E大于5。通過對溫度400～1200K，壓力為1、3和5atm，水/乙醇摩爾比為0～10范圍內(nèi)乙醇水蒸汽重整反應(yīng)各組分的平衡摩爾組成熱力學(xué)系統(tǒng)分析可知，高溫、高水/乙醇摩爾比有利于增大單位摩爾乙醇產(chǎn)生的氫氣量；高溫、低水/乙醇摩爾比則有利于提高氫氣在氣相產(chǎn)物中的濕基摩爾分率；水/乙醇摩爾比對氫氣的干基摩爾分率影響不明顯，溫度越高，氫氣的干基摩爾分率亦越高，當(dāng)溫度高于800K以后，溫度的影響

3、也不再明顯。計算結(jié)果還表明，低壓有利于氫氣的產(chǎn)生，高壓則有利于一氧化碳的抑制。在綜合考慮提高氫產(chǎn)量和產(chǎn)率以及抑制積炭和一氧化碳生成，乙醇水蒸氣重整反應(yīng)熱力學(xué)上的最優(yōu)反應(yīng)條件為：溫度為850K以上，壓力為常壓，水/乙醇摩爾比為8∶1。
　　 通過XRD、XPS對高比表面CeO2(HSA)表征分析表明，CeO2(HSA)具有與CeO2相同的結(jié)構(gòu)特征。NH3-TPD表征發(fā)現(xiàn)，隨著焙燒溫度的增加，CeO2(HSA)表面酸量逐漸降低，在焙

4、燒溫度為1073K時，CeO2(HSA)表面酸量基本消失。HR-TEM表征表明，通過加入CTAB制備后的CeO2(HSA)的粒徑較傳統(tǒng)工藝制備出的CeO2更加均勻，而且CeO2顆粒尺寸小于傳統(tǒng)工藝方法。
　　 通過對高比表面鈰基載體負(fù)載Pt催化劑與Pt/CeO2催化劑比較發(fā)現(xiàn)，高比表面鈰基載體具有更好的催化活性和穩(wěn)定性。在973K、GHSV=5000h-1反應(yīng)條件下，2Pt/45CeO2/Al2O3催化劑在S/E=3、4的摩爾氫

5、產(chǎn)量分別為2.98mol、4.26mol。2Pt/45CeO2/Al2O3催化劑XRD、XPS和BET表征表明，CeO2負(fù)載量為45wt％時鈰基載體具有了與純CeO2載體相似的晶型結(jié)構(gòu)特征。H2-TPR表征分析表明，高比表面鈰基載體隨CeO2負(fù)載量的增加氧化還原能力逐漸增加。當(dāng)CeO2的負(fù)載量大于35wt％時，H2-TPR譜圖已經(jīng)出現(xiàn)了類似純CeO2載體的兩個明顯的還原特征峰。
　　 不同鉀助劑對2Pt/Al2O3的催化劑改性考

6、察表明，KNO3表現(xiàn)出最好的鉀改性效果。2Pt/1K/45CeO2/Al2O3在反應(yīng)溫度973K、S/E=4、GHSV=5000h-1反應(yīng)條件下，無乙烯生成，摩爾氫生成量為4.29mol/mol。NH3-TPD分析表明，2Pt/45CeO2/Al2O3催化劑中添加1wt％K助劑，表面酸量與其他催化劑相比明顯降低。吡啶吸附紅外分析表明，高比表面鈰基載體中，酸種類僅以Lewis酸形式存在，而且隨著K助劑負(fù)載量的增加，在2Pt/1K/45Ce