[發明專利]鈰改性的鈣基雙功能顆粒、制備方法及其應用

無效

• 申請號: 201310471474.X
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103521162A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 王文舉;邢兵
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B01J20/06
• 分類號: B01J20/06;B01J20/30;C01B3/32;B01J23/83
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明涉及一種鈰改性的鈣基雙功能顆粒的制備方法及應用，屬于化工及能源技術領域。

背景技術

隨著氫能的開發和利用，氫能的來源越發重要，制氫技術在整個氫能系統中占有極其重要的地位。天然氣水蒸氣重整（Steam?Methane?Reforming：SMR）是目前最成熟的制氫技術之一，提供了全世界所使用的大部分氫氣，其中的主要反應如下：

重整反應：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）

水汽變換：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）

參照以上反應方程，根據化學反應平衡移動原理，如果能夠將反應中產生的CO₂實時的吸收除去，則傳統的水蒸氣重整反應的熱力學限制被打破，重整反應和水汽變換將向有利于H₂產生的方向移動，促進了重整反應，提高了原料的利用率，增加了氫氣的產量和純度，與此同時也可以實現CO₂的捕集。

同時為了實現能量來源的清潔可再生，人們將目光投向了生物質能，生物質乙醇作為可再生的原料被用來生產氫能，于是提出了生物質乙醇水蒸氣重整制氫。同甲烷水蒸氣重整制氫一樣，在反應前預先將乙醇加熱氣化，使氣態的乙醇和水蒸氣混合，然后進行反應，其主要反應如下：

脫水反應：C₂H₅OH（g）→C₂H₄（g）+H₂O（g）

脫氫反應：C₂H₅OH（g）→C₂H₄O（g）+H₂（g）

乙醛重整反應：C₂H₄O（g）+3H₂O（g）→2CO₂（g）+5H₂（g）

乙醛裂解反應：C₂H₄O（g）→CH₄（g）+CO（g）

甲烷重整反應：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）

乙醇不完全重整反應：C₂H₆O（g）+H₂O（g）→2CO（g）+4H₂（g）

水汽變換：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）

甲烷裂解反應：CH₄（g）→C+2H₂（g）

專利1：一種復合催化劑及其制備和應用（CN101829577A，申請日2010.09.15）公開了一種用于反應吸附強化甲烷水蒸氣重整制氫的復合催化劑及其制備方法和應用，由以納米級碳酸鈣為前驅體的CaO、硝酸鎳、納米ZrO₂和氧化鋁載體復合而成，既具有催化功能又有二氧化碳吸附功能。但是由于使用納米碳酸鈣，其加入水中形成懸濁液，在干燥過程中不利于四種物質的均勻混合。而且經過實驗研究發現，用Zr摻雜與用Ce摻雜相比，其對二氧化碳最大吸附量增加沒有后者顯著。

專利2：擴孔氧化鎳-氧化鈣/氧化鋁復合催化劑及其制備和應用（CN102294245A，申請日2011.12.28）公開了一種復合催化劑的制備方法，組成包括：以納米碳酸鈣為前驅體的CaO，以鋁溶膠為鋁源的Al₂O₃載體和硝酸鎳分解而成的NiO，經干燥和焙燒制得，為多孔結構，未涉及使用稀土金屬進行改性。