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纳米Li_2ZrO_3吸收剂原位移除CO_2强化水煤气变换反应制氢
  • ISSN号:0253-9837
  • 期刊名称:Chinese Journal of Catalysis
  • 时间:2012
  • 页码:1572-1577
  • 分类:O643[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]浙江师范大学物理化学研究所,先进催化材料教育部重点实验室,浙江金华321004
  • 相关基金:国家自然科学基金重点项目(21036006); 国家重点基础研究发展计划(973计划)前期专项(2009CB626607); 教育部“长江学者和创新团队发展计划”创新团队(IRT0980); 浙江省自然科学基金杰出青年团队项目(R4080084)~~
  • 相关项目:分子筛及其膜材料的吸附、扩散与分离性能研究
中文摘要:

采用浸渍法制备了在水煤气变换(WGS)反应中具有高催化活性的Ni/γ-Al2O3催化剂,使用柠檬酸法合成出高效CO2吸收剂Li2ZrO3纳米材料.在固定床微反应器上对WGS和吸附强化水煤气变换(SE-WGS)反应制氢过程进行了比较研究.前者只使用20%Ni/γ-Al2O3催化剂,而后者将20%Ni/γ-Al2O3催化剂与纳米Li2ZrO3吸收剂混合装填.结果表明,纳米Li2ZrO3具有比已报道的CO2吸收剂更快的吸收速率及优异的吸脱附循环稳定性,可应用于吸附强化过程,通过原位吸收WGS反应产生的CO2,使得反应超越化学平衡限制,直接制得高纯度H2.在823K,0.1MPa和H2O/CO=4的条件下,在SE-WGS过程一步制得纯度高于98%的H,验证了吸附强化反应进程制高纯氢的可行性.

英文摘要:

Ni/γ-Al2O3 catalyst with high activity in water-gas shift (WGS) reaction was prepared by an impregnation method, and nano-sized Li2ZrO3 absorbent with excellent CO2 capture properties was synthesized by a citrate sol-gel method. Two processes, WGS over 20% Ni/γ-Al2O3 catalyst alone and sorption-enhanced WGS (SE-WGS) over 20% Ni/γ-Al2O3 catalyst admixing with nano-sized LizZrO3 absor- bent in a fixed-bed microreactor, towards the production of H2 were compared. The nano-sized Li2ZrO3 absorbent shows better CO2 capture properties than other CO2 absorbents reported so far in terms of uptake rate and reusability. Based on these excellent properties, the applica- tion of the developed Li2ZrO3 absorbent in sorption-enhanced reaction process (SERP) for the in-situ removal of CO2 produced from WGS leads to the equilibrium shift of the reaction to the production of H2 with high purity. The H2 purity higher than 98% can be achieved by SE-WGS at 823 K, a total pressure of 0.1 MPa, and a H20/CO molar ratio of 4, demonstrating the concept of SERP for H2 production.

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期刊信息
  • 《催化学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院大连化学物理研究所
  • 主编:李灿 张涛
  • 地址:大连市沙河口区中山路457号
  • 邮编:116023
  • 邮箱:chxb@dicp.ac.cn
  • 电话:0411-84379240
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-9837
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1195/O6
  • 邮发代号:8-93
  • 获奖情况:
  • 第三届国家期刊奖提名奖,中国科协精品科技期刊示范项目
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:19199