IM-5分子筛在Ni-Cu催化剂甲烷热裂解制氢反应中的作用研究

作者：孙华阳; 任申勇^*; 刘璐; 申宝剑

来源：分子催化, 2023, 37(03): 252-263.

DOI：10.16084/j.issn1001-3555.2023.03.005

• Ni-Cu催化剂
• 载体
• 甲烷裂解制氢
• 碳纳米管

甲烷热裂解制氢并生成高附加值的纳米碳材料,被认为是极具发展前景的氢气生产途径,但高性能催化剂的研发仍存在诸多挑战.我们选择多种载体(TS-1、 IM-5、 Y、介孔SiO2、 γ-Al2O3、 CNTs),采用浸渍法制备Ni-Cu负载催化剂,通过低温N2吸附-脱附、 XRD、 SEM和H2-TPR等系列表征方法对样品进行分析,考察不同载体对催化剂甲烷裂解制氢和纳米碳材料的影响.实验结果发现,分子筛载体独特的孔道结构有利于金属颗粒的分散,能有效避免反应中界面效应导致的催化剂失活,可提高催化剂反应活性并延长反应寿命,也显著提高了其碳产率.其中以IM-5分子筛为载体的催化剂表现最佳,在反应温度为700℃时, NiCu/IM-5催化剂甲烷转化率高达80%,氢气选择性达100%,反应400 min后活性未见明显降低. NiCu/IM-5催化剂碳产率高达1 446 gC/gcat,是NiCu/SiO2催化剂的5.7倍, NiCu/γ-Al2O3催化剂的7.1倍.

• 单位
  中国石油大学（北京）; 重质油国家重点实验室