过渡金属掺杂铝硅酸盐的表征及性能研究

杨育兵，孙松，吴洪达

(柳州工学院，广西 柳州 545000)

氢气是一种优质的燃料，具备能效高、无污染等优良特性，近年来引起广泛科研工作者的关注。利用乙醇水蒸气重整制氢(ESR)[1-2]具备无污染、成本低、安全性能高等优点，成为最有前景的制氢工艺之一[3]。在乙醇水蒸气重整制氢过程中，所用的催化剂主要有Cu系[4-5]、Ni系[6-8]、Co系等[9-10]，但催化剂均易产生积碳或烧结而失活；为此，人们试图通过添加助剂，增强活性中心对反应物的吸附，提高其抗积碳性能[11]。铝硅酸盐具有适宜的氧化还原性和酸碱性，是一种良好的催化剂载体，在铝硅酸盐中添加过渡金属Fe、Co、Ni，能改变其酸碱性和氧化还原性，获得稳定的晶体。

本工作以NaOH为沉淀剂，采用共沉淀法制备过渡金属掺杂铝硅酸盐载体，分别制备了5种过渡金属掺杂型催化剂，考察了催化剂在ESR中的活性，利用BET、H-TPR及TPD等技术对试样进行了表征。

1 实 验

1.1 主要原料

氢氧化钠，广东光华科技股份有限公司；硝酸铁，天津科密欧化学试剂有限公司；硝酸钴、偏硅酸钠、十六烷基三甲基溴化铵，西陇化工股份有限公司；以上试剂均为分析纯。氢气(φ≥99.999%)、氮气(φ≥99.999%)、氩气(φ≥99.999%)，佛山市华特气体有限公司。

1.2 Mx-MCM(MR3-x(AlxSi3O10)(OH)2)催化剂的制备

1)将硅酸钠溶解在蒸馏水中获得硅酸钠溶液，升温至50 ℃，加入CTAB搅拌溶解完全后记为1#溶液。

2)将硝酸铝和过渡金属盐Mx(M：金属盐的种类；x：掺入金属原子的物质的量)溶于蒸馏水，得到2#溶液；将2#溶液以每秒一滴的速率滴加入1#溶液中，加入6 mol/L的NaOH调节其pH值，用磁力搅拌器不断搅拌得到悬浊液。……