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生物质是一种资源丰富、环境友好的可再生资源,生物质制氢是最具发展潜力的新的制氢途径之一,生物质制氢尚处于研发阶段,提高氢气产率和能量效率、降低制氢成本以及减少催化剂失活等是生物质制氢研发过程中尚待解决的关键问题。碳纳米管(CNT)作为催化材料具有明显不同于传统催化材料的特性和潜力,可望在精细化学品合成、石油化工产品的加工转化及燃料电池等领域发挥其独特的优异性能,受到学术界和工业界的广泛关注。本论文创新性的提出以碳纳米管为催化剂载体制备催化剂应用于生物油重整制氢。考察了碳纳米管负载镍金属催化剂制备过程中有关因素的影响,并主要研究了其在催化和电催化水蒸气重整生物油制氢反应过程中的有关规律。具体的研究工作主要集中在以下几个方面。一、碳纳米管负载镍基催化剂的制备和筛选通过尿素水解均匀沉淀法制备了一种能够在低温条件下、提高生物油重整制氢效率、并且有较长使用寿命的碳纳米管负载镍催化剂。对这种催化剂的制备条件进行了初步研究和优化,并探讨了金属含量对水蒸气重整生物油制氢反应的转化率和氢产率的影响。二、碳纳米管负载镍基催化剂在水蒸气重整生物油制氢方面的研究对通过尿素水解均匀沉淀法制备的15%Ni-CNTs催化剂进行细致研究,探讨了其应用于水蒸气重整生物油制氢反应时,重整温度、空速、以及S/C等反应条件对生物油转化率、氢产率以及产物分布的影响。同时考察了催化剂的寿命。研究表明在T=550oC,S/C=6.1,GHSV=12000h-1和P=1 atm的条件下,氢产率和碳转化率分别达到了92.5%和94.9%。催化剂在T=500oC,S/C=6.1,GHSV=12000h-1和P=1 atm的条件下,寿命达到15小时。三、碳纳米管负载镍基催化剂在电催化水蒸汽重整生物油制氢的研究研究了电催化方法对15%Ni-CNTs催化剂水蒸气重整生物油制氢反应的促进作用。探讨了了重整温度、电流、以及空速等对生物油转化率、氢产率以及产物分布的影响。研究发现电流的通入使生物油转化率和氢气产率都大大提高了,并且增大了H2的百分含量,而降低了CH4和CO的百分含量。例如在T=400oC,S/C=6.1,GHSV=12000h-1和P=1 atm的条件下,电流从0-4A变化时,氢产率从55.0%上升到87.5%,碳转化率从63.2%上升到90.6%,而CH4含量从3.5%下降到1.2%。同时,我们也对生物油电催化水蒸气重整制氢的机理进行了初步探讨。四、不同的Ni/CNTs制备方法对水蒸气重整生物油制氢的影响我们利用乙二醇分散碳酸钠沉淀法、尿素水解均匀沉淀法以及氨水化学沉积法等三种不同方法制备了15%的Ni/CNTs并对比了他们在低温下的水蒸汽催化生物油重整制氢反应效果。三种方法的氢产率从69.4%到83.0%,并且都远远优于传统商业催化剂Ni/Al2O3。XRD和TEM表征结果表明,催化剂金属粒子粒径大小的规律为氨水沉淀法>尿素水解均匀沉淀法>乙二醇分散碳酸钠沉淀法。而从催化剂性能来说,乙二醇分散碳酸钠沉淀法最佳,尿素均匀水解沉淀法次之,氨水化学沉积法较差。此外,PVP的添加可以大大提高多壁碳纳米管在溶剂中的分散性以及金属粒子的负载分布,使金属粒子在多壁碳纳米管上的负载均匀且粒径小,催化效率随着PVP的添加而提高,且将生物油重整制氢的氢产率提高到了一个新的台阶。