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1、《化學工程進展》課程考查專業(yè)：化學工程與工藝2010級班級：工藝四班學號：20100380427姓名：張珊日期：2013年11月低溫水煤氣變換反應作者:張珊摘要:低溫水煤氣變換催化劑是近年來催化劑領域研究的一個熱點問題。本文介紹了各類低變催化劑，著重介紹了銅基催化劑和金催化劑，也介紹了數種新型的催化劑，描述了國內外低變催化劑的現狀以及未來主要發(fā)展方向和前景。Abstract:Thelow-temperatureWater-GasShiftReactionisahotissue,inrecentyear.Thiswokdescribesthevarioustypeso
2、flowtemperatureshiftcatalyst,highlightingthecopper-basedcatalystsandgoldcatalysts,alsointroducedseveralnewcatalysts,describedthesituationathomeandabroadaswellaslow-temperatureshiftcatalystmaindevelopmentdirectionandfutureprospects關鍵詞:水煤氣變換，變換催化劑前言:1.水煤氣變換反應(Water-GasShiftReaction,簡稱WGS
3、R)的工業(yè)應用已有90多年歷史,廣泛應用于以煤、石油和天然氣為原料的制氫工業(yè)和合成氨工業(yè)，可以廉價地制造合成氣。在合成氣制醇、制烴催化過程中，低溫水氣變換反應通常用于甲醇重整制氫反應中大量CO的去除。近年來，由于以純氫為燃料的車載質子交換膜燃料電池(PEMFC)技術的興起，使得這一經典反應再次引起研究者的關注。此外，隨著人類社會、交通運輸以及現代工業(yè)的迅速發(fā)展，大量有毒物質被排入空氣中，造成了嚴重的大氣污染并嚴重的危害了人類的的正常生活及身體健康，同時也給人類賴以生存的環(huán)境造成了極大的傷害，如何消除和減少所存在的有害物質，使我們面臨的的一個重要研究課題。其中CO是一
4、種無色、無味、無刺激性的有毒氣體，在空氣中不易與其他物質反應，故可在大氣中停留兩三年，是一種重要的環(huán)境污染物，其中一半以上的CO廢氣來自機動車輛排放的尾氣，其余主要來自煤等燃料的不完全燃燒。因此水煤氣反應用于汽車尾氣的凈化將能顯著減少CO污染。水煤氣變換反應被用于汽車尾氣凈化處理過程中的三效催化劑，不僅能有效促進CO的消除，而且生成的H2也有利于出去尾氣中的氮的氧化物。因此，基于水煤氣變換反應在車載燃料電池上凈化原料氣的應用前景以及在尾氣污染物消除過程中的重要性，近年來有關新型水煤氣變換催化劑的研究再次引起國內外研究者的極大興趣。正文：2.1銅基低溫變換催化劑工業(yè)低
5、溫水煤氣變換催化劑主要有三類：CuO-ZnO系，Cu-Zn-Cr系，Cu-ZnO-Al2O3系，。CuO-ZnO系催化劑工業(yè)使用較早，但當溫度較高時催化活性不理想且耐熱性較差。加入Cr2O3或Al2O3可改善其耐熱性。性比之下，由于Cr易被氧化成6價，隨意處理會造成環(huán)境污染，而Al2O3原料易得且無環(huán)境污染問題，所以目前工業(yè)以Cu-ZnO-Al2O3系為主。2.1.1CuO-ZnO催化劑以Cu(OH)2為前驅體制備的CuO/ZnO催化劑在較寬的溫度范圍均具有較高的WGS反應活性。在較寬的溫度范圍均具有較高的WGS反應活性劑,水煤氣變換反應活性不僅與活性組分CuO在載
6、體ZnO表面的分散度和顆粒度有關,還與活性組分和載體間的相互作用強度有關。綜合各種因素,認為CuO的適宜負載質量分數為20%,所得催化劑樣品水煤氣變換反應活性較好,在350℃時,CO轉化率可達95.5%?！?】2.1.2Cu-ZnO-Al2O3系催化劑。利用溶膠-凝膠法制備了一系列的Cu/ZnO/Al2O3/MA。銅鋅總量和銅鋅比例對催化劑活性都有影響。隨著銅鋅含量的升高，催化劑活性增加，在達到50%時活性最好，同時銅鋅之間的比例為1:1時催化劑的活性要優(yōu)于其他比例的催化劑【2】。此外，氧化鋁含量和焙燒溫度對負載型催化劑的活性也存在影響，氧化鋁作為結構助劑加入到的催
7、化劑中，當其含量增加到12.8%，活性最高，再增加活性反而降低。焙燒溫度為400°C時催化活性最好，250°C時CO轉化率為80%，350℃時接近平衡轉化率，說明負載型銅鋅鋁催化劑有一定的活性。2.1.3Cu-Zn-Cr系催化劑銅鋅鉻的比例以及不同助劑的加入，對催化效率影響很明顯。當銅：鋅：鉻為12：17：57,中和混合液濃度為1mol／L,中和溫度為70～80℃,中和時間為40min,PH=7.5～9.0,焙燒溫度為450℃,焙燒時間為3h時,催化劑活性很高。當助劑含量分別為Ce：0.8%,La：0.6%時,催化劑耐熱性能有明顯提高。該催化劑在低水氣比的條件下
