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摘 要

氢能在利用时无任何污染排放，是未来清洁能源的理想选择，也是替代石油解决汽车燃料问题的有效途径。利用甲醇作为燃料，将其通过催化转化即时产生氢气，可以有效地解决氢能利用中所存在的多种问题。本研究采用共沉淀法制备了一系列铜基催化剂，如CuZn、CuZnAl、CuZnNi等，在固定床反应器中考察了上述催化剂对于甲醇裂解制氢反应的催化性能，分析其气液相产品的产率与选择性，并与工业催化剂作比较。

实验结果表明，在铜锌催化剂中加入一定比例的Al能明显提高铜锌铝催化剂的催化活性、提高甲醇转化率、降低CO含量、增加产气量，并且显著增强催化剂的稳定性。

关键词： 铜基催化剂 甲醇 制氢

The analysis of production for Methanol Decomposition

Abstract：

Using hydrogen for energy does not produce any polluting emissions, which is the ideal choice for the future of clean energy , also an effective important way to solve the problem of transportation fuel oil.Using of methanol as a fuel, which produces hydrogen by catalytic conversion in real-time, can effectively solve many problems that exist in the use of hydrogen.In this study, a series of copper-based catalyst such as CuZn、CuZnAl、CuZnNi ,were prepared by coprecipitation , and the author investigated the catalytic performance of the catalyst for methanol decomposition in a fixed bed reactor, and then analyzes its yield and selectivity of their production,then compared with industrial catalysts .

The results showed that the adding of a certain proportion of Al to Cu-Zn catalysts can significantly improve the catalytic activity , increase the conversion of methanol, decrease the content of CO, increase the total content of gas flow and enhance the stability of Cu-Zn catalysts.

Key words : copper-based catalysts methanol produce hydrogen

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 前言 1

1.2制氢方法 2

1.2.1电解水 3

1.2.2甲醇制氢 4

1.2.3水煤气制氢 5

1.2.4太阳能制氢 5

1.2.5烃类氧化重整制氢 6

1.2.6其他方法 6

1.3甲醇裂解制氢反应催化剂 7

1.4铜基催化剂的制备方法 8

1.4.1共沉淀法 8

1.4.2浸渍法 8

1.4.3 溶胶—凝胶法 8

1.5本课题研究目的和内容 9

第二章 实验部分 11

2.1 试剂与仪器 11

2.1.1 药品与试剂 11

2.1.2 实验仪器 11

2.2 催化剂制备 11

2.3 催化剂评价装置和方法 12

第三章 实验结果与讨论 13

3.1催化剂对甲醇制氢反应催化性能的影响 13

3.2 液相分析 13

3.3 气相分析 14

3.3.1 产气量 14

3.3.2 CO选择性 15

3.3 催化剂稳定性分析 16

第四章 结论与展望 17

4.1 结论 17

4.2 应用展望 17

参考文献 19

致谢 22

第一章 文献综述

1.1研究背景：

人类社会进入新世纪以后面临着两大问题：能源和环境。随着石油和煤的开采，其资源总量不断减少，而人类社会对能源的需求量却不断增加。能源和环境这两大问题已经成为制约各国经济发展的重要因素。从化石燃料逐步转而利用可持续发展无污染的非化石能源是目前各国能源研究的趋势。

使用氢能时无污染排放，因而氢能是未来清洁能源的理想选择，也是解决汽车燃料问题的一条有效且有前景的途径。利用氢能的最大障碍，在于储存与配给。从上世纪90年代起，欧美和日本的各大石油公司和汽车生产厂家，看到燃料电池汽车具有巨大的市场潜力，纷纷投入巨资，进行燃料电池汽车的相关研究、实验与生产，到现在已经研究开发出数百台燃料电池汽车样车，并加紧开展相关的产业标准的制定。然而，氢能与燃料电池是一个复杂庞大的能源系统，急需解决的根本问题是降低制造成本，提高运行可靠性及使用寿命。目前，世界各国的龙头企业和科研部门在继续进行展示成果的同时，将重点转向应用基础的研究，希望通过研究氢能与燃料电池技术中的各种基本问题，找到实现氢能与燃料电池产业化的有效办法。在这些基础性问题中，氢源技术的制约已成为燃料电池走向市场化的瓶颈之一。用烃类、醇类、等化石原料进行小规模便携式制氢是氢能——燃料电池技术成功走向应用的有前景的方法。液体甲醇由于具有制氢转化条件(温度、压力、容积)相对温和、低毒、不含硫、制氢过程相对容易实现等特点成为这些化石燃料中的首选。

甲醇是最有希望的高携能燃料，将其通过催化转化即时产生氢气，可以有效地解决氢能利用中所存在的一些问题，通过甲醇催化制氢具有良好的应用前景，例如将其直接供给内燃机的燃料，或作为燃料电池的前端供氢设备等。

由于水电解制氢设备费用昂贵，耗电量大，氨分解制氢仅对氢氮混合气的制取有明显的经济效果等等其他制氢方法的缺陷，利用甲醇裂解制氢具有良好的发展前景。甲醇裂解在某些用氢场合显得有特殊的经济效果。甲醇是石油化学工业的一种产物，目前市场上供应相对充足，价格低于其他原料，而且运输、储存比较方便安全。因此甲醇裂解制氢技术逐步大量推广中，有广阔的利用价值。

1.2 制氢方法:

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