Cu-Zn/ZrO2二甲醚低温蒸汽重整制氢催化剂的研究

郑 择 刘 琪 王 琦 周迎春

(辽宁工业大学 化学与环境工程学院，辽宁 锦州 121001)

1 引言

能源危机和环境污染问题迫在眉睫，开发新能源成为了贯彻绿色发展理念的新途径[1-2]。在新能源的研究中，可再生能源氢气(H2)因其来源范围广，热值高，在空气中燃烧时产生的污染小，且氢能的可持续利用的方式多，逐渐成为国内外研究的重点[3]。又因氢能在氢燃料电池中有较高的利用率，对环境友好，使用范围广而备受青睐[4]。其中质子交换膜燃料电池(PEMFC)的发展已经具有较高水平，是应用于移动电子设备以及新能源汽车上的理想动力[5]。H2是PEMFC主要能源，但是由于H2不易压缩和液化以至于运输和储存的条件苛刻，成为了PEMFC的市场化瓶颈之一。“氢载体”的出现突破了僵局，因二甲醚(DME)理化性质稳定，无毒，运输储存方便，成为了“氢载体”的首选[6]。

DME重整制氢具有良好的经济性、温和的反应条件、无腐蚀性、且容易分离，符合PEMFC对H2要求[7]。而且DME蒸汽重整制氢具有无复杂操作、使用温度低效率突出等优点，因此研究DME蒸汽重整制氢对能源危机和环境污染问题的解决具有深刻的现实意义[8-12]。

2 实验部分

2.1 催化剂的制备

将ZSM-5、γ-Al2O3单体和ZSM-5、γ-Al2O3按一定量质量比分别压片，研磨成粉后筛分至20～40目备用。

采用真空浸渍法制备ME重整催化剂。用烧杯称取一定量的ZrO2为载体，研磨成粉状，放入圆底烧瓶中备用。使用旋转蒸发仪将圆底烧瓶在65℃下减压旋转2 h，60转/min。用烧杯称取一定量的CuCl2·2H2O、Zn(NO3)2·6H2O和NaOH溶液，使用去离子水将其混合均匀，玻璃棒搅拌至完全溶解。……