乙醇重整制氢工艺研究现状开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

乙醇重整制氢简介

氢气作为一种高效、清洁的能源，已被认为是解决21世纪人类社会能源危机的清洁能源之一。特别是随着燃料电池的发展^[1]，对氢的需求逐渐增大。目前常采用的制备方法以化石燃料重整和水电解为主。不过从可持续发展角度考虑，已开始选择可再生性比较高的原料。乙醇等低碳醇因其含氢量高、廉价、易储存、运输方便、来源广泛等特点，成为制氢研究的主要对象。乙醇制氢的方式^[2]中，以乙醇水蒸汽重整制氢为主，其显著优点是原料可以用乙醇含量为10v/v%左右的水溶液，可直接从工业得到不需蒸馏浓缩。具有高活性、高选择性、高稳定性的催化剂在乙醇催化制氢过程中起重大作用。用于乙醇水蒸气重整制氢的催化剂，目前主要有贵金属催化剂，cu、ni、co等非贵金属催化剂及其他类型的催化剂如金属氧化物zno等。贵金属作为最早被应用的一类催化剂，包括ru，pd等，具有活性和选择性相对较高的优点，但是贵金属催化剂的反应温度较高，大都在600℃~800℃，且造价昂贵。对于cu、ni、co等系非贵金属催化剂，在乙醇重整制氢反应中也表现出优越的催化性能，且成本较低，不过cu系催化剂易积碳，而且生成较多的副产物，ni系催化剂的选择性不理想，如何提高选择性和抗积碳性能，进一步降低反应温度，是学者们研究的主要方向。co系催化剂也是具有很高价值的乙醇水蒸气重整反应催化剂，其高活性和高选择性是它的优势，如何改善其积炭问题以及进一步降低起活温度也是研究者的工作方向。通过添加稀土金属助剂，提高活性金属的分散度，改善活性金属颗粒界面的催化活性，提高al₂o₃等材料的热稳定性，从而促进水气转化和蒸汽重整反应。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

着重于研究乙醇制备氢气用催化剂的发展及开发历史。着重查阅数据库中2006-2014年报道的新型乙醇制氢用催化剂材料的研究，着重论述催化剂材料化学构成、分子结构、制备反应条件（温度、压力）、反应原料、产物及工业化前景等，并着重论述材料的应用条件（温度、压力），表征手段等。