目前硫碘循环制氢系统中,HI分解催化剂的研究主要停留在实验室阶段,相关成型研究工作十分缺乏,但催化剂从实验室阶段迈向工业应用环节,成型研究是必不可少的。对于一种工业催化剂来讲,不仅要具备良好的活性和稳定性,还应具备一定的物理性能,否则在工业应用中会出现破裂、磨损、活性组分脱体等问题。为了研制出适应工业应用、具有固定形状和良好活性的催化剂,需要对实验室制得的HI分解催化剂进行成型工艺研究。在硫碘循环制氢系统中,活性炭和炭载贵金属催化剂都表现出良好的催化活性,其中,Ru/C催化剂由于活性高、成本低受到了研究者的青睐。本文以活性炭和钌碳催化剂作为主要对象,对其成型工艺展开了研究,具体包括以下内容。(1)活性炭的成型工艺研究和性能评价:利用挤出成型法,将粉末活性炭与粘结剂、助剂混合,通过捏合、挤出、干燥、焙烧等工序制作成型活性炭。在成型过程中发现,粘结剂的选择和用量、水粉比、焙烧方式、成型形态均会影响成型活性炭的性能。通过开展实验,确定了成型工艺各环节参数,粘结剂选择为10%的羧甲基纤维素钠,水粉比确定在2:1,350℃下煅烧1h,最后通过定制的7×7孔板模具挤出蜂窝状活性炭(35×35×50mm)。该成型活性炭在500℃实验条件下,HI分解率达到了20%以上。(2)钌碳催化剂的成型工艺研究和性能评价:利用离子交换法,制作钌碳催化剂,并将其研制成粉末状。延用活性炭成型工艺,将钌碳催化剂制成尺寸为35×35×50mm的蜂窝状催化剂,并对其展开了活性测试。试验结果表明,活性炭酸处理后制得的成型催化剂催化性能提升,成型的最佳Ru含量为5%,焙烧温度选择为370℃,粘结剂用量为8%。此参数下制得的成型催化剂在500℃的实验条件下,HI分解率达到了23%以上,为HI分解催化剂工业化应用奠定了基础。