張兵兵，吳洪達(dá)，賈佑順，張澤遠(yuǎn)

（廣西科技大學(xué) 生物與化學(xué)工程學(xué)院，廣西 柳州 545006）

Ni-Mo-Nd-ZrOx催化劑在乙醇水蒸氣重整制氫反應(yīng)中的性能

張兵兵，吳洪達(dá)，賈佑順，張澤遠(yuǎn)

（廣西科技大學(xué) 生物與化學(xué)工程學(xué)院，廣西 柳州 545006）

以草酸銨為沉淀劑，采用共沉淀法制備Nd-ZrOx載體，用浸漬法負(fù)載活性組分Ni-Mo，制備出Ni-Mo-Nd-ZrOx系列催化劑，考察了催化劑在乙醇水蒸氣重整制氫反應(yīng)中的催化活性。采用XRD和TPR表征方法對催化劑的晶體結(jié)構(gòu)及還原特性等進(jìn)行表征。表征結(jié)果顯示，載體主要成分為（Zr0.9Nd0.1）O1.95固溶體，存在少量立方相Nd2O3；負(fù)載的Ni組分以四方相NiO形式高度分散于載體表面，并生成少量尖晶石結(jié)構(gòu)NiNd2O4；催化劑經(jīng)過600 ℃的H2還原后，只有四方相NiO被還原為立方相Ni單質(zhì)。實驗結(jié)果表明，催化劑在乙醇水蒸氣重整制氫反應(yīng)中表現(xiàn)出良好的催化性能，在600 ℃下，（Ni9.69Mo0.323）/（Nd8Zr32）Ox催化劑上乙醇轉(zhuǎn)化率達(dá)到100%，H2選擇性為69.14%，未發(fā)現(xiàn)催化劑失活、積碳和燒結(jié)等現(xiàn)象，穩(wěn)定性良好。

乙醇；水蒸氣重整；制氫；鎳鉬催化劑；氧化釹；氧化鋯

當(dāng)今經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，不可再生的化石燃料已不能滿足社會發(fā)展需要，新能源的開發(fā)日顯重要，尤其是具有無污染、發(fā)電效率高、運轉(zhuǎn)安靜等優(yōu)點的氫燃料電池已被廣泛研究。而H2的制備則是氫能源能夠廣泛應(yīng)用的前提，相對于其他制氫途徑，乙醇水蒸氣重整制氫工藝中，原料乙醇具有來源廣泛、無毒、可再生、易于運輸、能量密度高等優(yōu)點［1］。由于乙醇水蒸氣重整反應(yīng)中產(chǎn)物復(fù)雜，涉及副反應(yīng)較多，篩選出能夠獲得高H2選擇性、低CO選擇性的催化劑是目前研究的熱點。

以非貴金屬為活性組分制備的催化劑在乙醇水蒸氣重整反應(yīng)中也具有良好活性。其中，Ni系催化劑具有較好的斷裂C—C鍵的能力，在低溫下就有較好的乙醇轉(zhuǎn)化率和低CO選擇性，但存在高溫?zé)Y(jié)和積碳等問題［2-3］。文獻(xiàn)［4-6］報道了通過添加助劑、利用金屬間的協(xié)同作用可以改善單一活性組分Ni燒結(jié)以及積碳問題，并提高了催化反應(yīng)目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性。Mo是一種過渡元素，極易改變其氧化狀態(tài)，在氧化還原反應(yīng)中起著傳遞電子的作用［7］，Malaibari等［8］研究證實Mo的添加改善了催化劑的積碳情況，提高了H2選擇性。在常見的催化劑載體中，Al2O3表面具有豐富的酸性位，容易使乙醇脫水產(chǎn)生積碳［9］；ZrO2具有適宜的酸堿性和氧化還原性，晶型穩(wěn)定［10］。稀土氧化物常被用作催化劑助劑以降低催化劑的酸性位，并提高活性組分在載體表面的分散度，從而提高催化劑的活性和選擇性［11］。

為獲得高活性、高選擇性的乙醇水蒸氣重整制氫催化劑，本工作以草酸銨為沉淀劑，采用共沉淀法制備Nd-ZrOx載體，用浸漬法負(fù)載活性組分Ni-Mo，制備出Ni-Mo-Nd-ZrOx系列催化劑，考察了Mo和Nd的摻雜量對催化劑活性和選擇性的影響。采用XRD和TPR表征方法對催化劑的晶體結(jié)構(gòu)及還原特性等進(jìn)行了表征。

1 實驗部分

1.1 試劑

硝酸鎳、草酸銨：分析純，西隴化工股份有限公司；硝酸鋯、硝酸釹：分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；鉬酸銨：分析純，中山化工廠；高純氫氣、氬氣、氮氣：純度大于99.999%，佛山市華特氣體有限公司。

1.2 催化劑的制備

草酸銨水溶液與Nd3+和Zr4+金屬離子混合液并流混合，反應(yīng)生成沉淀即為催化劑前體。經(jīng)陳化、過濾、用水和乙醇各洗滌3遍、烘干、于600 ℃下焙燒5 h、900 ℃下焙燒3 h后，制得催化劑載體。再采用浸漬法將活性組分Ni和Mo組分負(fù)載于載體上，烘干、焙燒制得Ni-Mo-Nd-ZrOx系列催化劑。

所得催化劑標(biāo)記為（NiaMob）/（NdcZrd）Ox，其中，（NiaMob）為活性組分，（NdcZrd）Ox為載體；a，b，c，d為催化劑中相應(yīng)元素的原子分?jǐn)?shù)（基于Ni，Mo，Nd，Zr 4種元素的總和）；a+b+c+d=100。

固定活性組分中Ni/Mo原子比不變，且固定活性組分Ni和Mo與載體中Nd 和Zr的原子比為1∶9，改變載體中Nd/Zr原子比制備一系列催化劑，記為ZN系列催化劑。固定載體中Nd /Zr原子比為1∶4，固定活性組分Ni和Mo與載體中Nd 和Zr的原子比為1∶4，改變活性組分中Ni/Mo原子比制備一系列催化劑，記為NM系列催化劑。為了更好地分析雙金屬之間的作用，分別制備了單一活性組分催化劑Ni9.76/（Nd8Zr32）Ox和Mo0.244/（Nd8Zr32）Ox，記為催化劑N和催化劑M。純載體（NdcZrd）Ox（其中，n（Nd）∶n（Zr）=1∶4），記為載體CZ。所制備系列催化劑及其編號見表1。

表1 系列催化劑及其編號Table 1 Catalysts and their serial numbers

1.3 催化劑的表征

采用北京彼奧德電子技術(shù)有限責(zé)任公司PCA-1100型化學(xué)吸附分析儀進(jìn)行催化劑的TPR測試，工作條件：裝填量為0.2 g，升溫速率為10 ℃/min，升溫范圍為0～900 ℃。

采用德國Bruker公司AXS D8 Advance型X射線衍射儀進(jìn)行催化劑的XRD分析，CuKα射線，石墨單色濾光，管電壓60 kV，管電流300 mA，掃描范圍2θ=10°～90°。

1.4 催化劑性能的評價

催化劑性能的評價在天津先權(quán)公司W(wǎng)FS-3015型微型固定床評價裝置上進(jìn)行。催化劑裝填量為0.5 g，反應(yīng)前催化劑于600 ℃，常壓下，H2還原2 h；乙醇水溶液（n（乙醇）∶n（水）=1∶6）的進(jìn)料速率為0.1 mL/min，常壓，LHSV=229 h-1于200℃汽化后與Ar載氣（流量30 mL/min）混合進(jìn)入微型固定床反應(yīng)器。反應(yīng)后的混合物經(jīng)冷凝器（1.5℃）分離可凝物，分析氣相和液相產(chǎn)物。乙醇轉(zhuǎn)化率（X）、乙醛和丙酮選擇性（S）的計算方法見式（1）～（3）：

式中，n0為進(jìn)入反應(yīng)器乙醇的物質(zhì)的量，mol；n1為反應(yīng)消耗乙醇的物質(zhì)的量，mol；n2為反應(yīng)生成丙酮的物質(zhì)的量，mol；n3為反應(yīng)生成乙醛的物質(zhì)的量，mol；Sacetone為丙酮選擇性，%；Sacetaldehyde為乙醛選擇性，%。

1.5 反應(yīng)產(chǎn)物的分析

采用山東魯南瑞虹化工儀器有限公司SP-6800A型氣相色譜儀對產(chǎn)物成分進(jìn)行分析。TDX-02碳分子篩柱，熱導(dǎo)檢測器，進(jìn)行氣體成分在線分析；AE FFAP毛細(xì)柱，氫火焰離子化檢測器，進(jìn)行液體成分離線分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 催化劑的表征結(jié)果

2.1.1 XRD表征結(jié)果

圖1為NM系列催化劑的XRD譜圖。由圖1（A）可知，載體中存在四方相（Zr0.9Nd0.1）O1.95固溶體的衍射峰（2θ=29.9°，34.3°，34.9°，49.8°，58.8°，59.5°，62.2°，73.5°，80.9°，84.1°；PDF#86-0334）；少量立方相Nd2O3衍射峰（2θ=28.68°，50.67°，59.17°；PDF#40-1283），對應(yīng)晶胞常數(shù)為4.41；少量立方相Nd2O3衍射峰（2θ=28.1°，32.4°，46.5°，55.2°；PDF#21-0579），對應(yīng)晶胞常數(shù)為11.07。由圖1（A）中曲線b～f可知，載體負(fù)載活性組分Ni和Mo后，譜圖呈現(xiàn)出四方相的NiO衍射峰（2θ=37.1°，43.1°；PDF#65-2901），但衍射峰寬化，說明NiO在載體表面高度分散。晶胞常數(shù)為4.41的立方相Nd2O3衍射峰依然存在，而晶胞常數(shù)為11.07的立方相Nd2O3衍射峰消失，同時觀察到在2θ=32.79°，33.22°，47.40°附近出現(xiàn)了微弱的單斜晶相的尖晶石結(jié)構(gòu)NiNd2O4衍射峰（η）（2θ=32.79°，33.22°，47.40°；PDF#21-1274），這是由于載體中游離的Nd2O3與NiO在高溫作用下形成Ni-Nd-O復(fù)合氧化物［12-14］，高度分散在催化劑中。微量摻雜的Mo元素可能以MoO3形式高度分散于催化劑中，未檢測出其特征峰［15］。催化劑中四方相（Zr0.9Nd0.1）O1.95晶相沒有發(fā)生變化，說明載體晶相結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。由圖1（B）可知，催化劑經(jīng)600 ℃的H2處理后，四方相（Zr0.9Nd0.1）O1.95和尖晶石相NiNd2O4沒有被還原，NiO的衍射峰消失，出現(xiàn)立方相單質(zhì)Ni衍射峰（2θ=44.3°，51.6°；PDF#65-0380），未檢測到與Mo元素有關(guān)的衍射峰。由此可見，催化劑經(jīng)過乙醇水蒸氣重整反應(yīng)之后，結(jié)構(gòu)沒有改變，具有較好的抗積碳性能。

圖1 NM系列催化劑的XRD譜圖Fig.1 XRD spectra of the NM catalysts.a CZ support；b Fresh NM-50 catalyst；c Fresh NM-40 catalyst；d Fresh NM-30 catalyst；e Fresh NM-20 catalyst；f Fresh NM-10 catalyst；b1 NM-50 catalyst after reduction；c1 NM-40 catalyst after reduction；d1 NM-30 catalyst afterreduction；e1 NM-20 catalyst after reduction；f1 NM-10 catalyst after reduction；α (Zr0.9Nd0.1)O1.95；β Nd2O3(11.07)；ε Nd2O3(4.41)；η NiNd2O4；γ NiO；δ Ni

2.1.2 H2-TPR表征結(jié)果

圖2為NM系列催化劑H2-TPR曲線。由圖2（A）中a曲線可知，載體CZ在800 ℃附近出現(xiàn)一個微弱的耗氫峰，為Nd-Zr固溶體的體相氧耗氫峰［16-18］。由圖2（A）中b曲線可知，M催化劑在700 ℃左右出現(xiàn)耗氫峰，為催化劑中MoO3的還原峰。張昕等［15］報道，MoO3還原峰在616 ℃和713 ℃分別對應(yīng)于Mo6+→Mo4+→Mo0，但該曲線中未能看到這種分步還原現(xiàn)象。由圖2（B）中c曲線可知，N催化劑在200～800 ℃間出現(xiàn)3個明顯的耗氫峰，200℃處的耗氫峰為高度分散在載體表面的NiO還原（NiO→Ni），445 ℃處的耗氫峰為與載體有強(qiáng)相互作用的NiO還原，而700 ℃處的耗氫峰為NiNd2O4還原。此外，催化劑中載體CZ在800 ℃處的耗氫峰消失了，可能是因為負(fù)載活性組分后載體表面被覆蓋，阻礙固溶體中晶格氧遷移至離子表面，難被H2還原［19］。分析圖2（B）中曲線d～g可知，隨Mo含量增加，700 ℃處的耗氫峰逐漸增強(qiáng)，445 ℃處的耗氫峰隨Mo含量的增大逐漸向高溫方向偏移，說明Mo含量增加后催化劑中NiO的還原性活性降低，表明大量Mo的存在強(qiáng)化了NiO與載體之間的相互作用［20］。載體與活性組分Ni之間的這種強(qiáng)相互作用會影響Ni的電子性能，從而導(dǎo)致催化劑的活性和選擇性發(fā)生改變。

圖2 NM系列催化劑的H2-TPR曲線Fig.2 H2-TPR curves of the NM catalysts.a CZ support；b M catalyst；c N catalyst；d NM-50 catalyst；e NM-40 catalyst；f NM-20 catalyst；g NM-10 catalyst

2.2 催化劑活性評價結(jié)果

2.2.1 Nd/Zr原子比對催化性能的影響

圖3為Nd/Zr原子比對催化活性的影響。由圖3可知，催化劑中摻雜Nd對產(chǎn)物的選擇性有較明顯的影響，與Nd-Zr復(fù)合氧化物作載體制備的催化劑相比，溫度低于450 ℃時，以ZrO2為載體的ZN-0催化劑上，乙醇轉(zhuǎn)化率最低，說明催化劑中添加Nd組分，有利于提高催化劑的低溫活性；比較幾個摻Nd量不同的催化劑的活性，發(fā)現(xiàn)催化劑中Nd/ Zr原子比為1∶4時，其催化活性最好，在該催化劑（即ZN-82）上，350 ℃時乙醇轉(zhuǎn)化率達(dá)到92%，550 ℃時乙醇轉(zhuǎn)化率接近100%，600 ℃時也未見該催化劑失活現(xiàn)象；但摻Nd量更高的ZN-64和ZN-55催化劑在溫度高于550 ℃時，出現(xiàn)明顯失活現(xiàn)象，但XRD譜圖上并沒有出現(xiàn)積碳的特征峰，所以催化劑失活的原因可能是過多摻雜Nd組分導(dǎo)致催化劑燒結(jié)，引起催化活性位濃度降低。不摻雜Nd的ZN-0催化劑上，溫度低于450 ℃時，H2選擇性明顯高于使用摻雜Nd的催化劑，但沒有CO2產(chǎn)生，在ZN-0催化劑上，主要發(fā)生乙醇脫氫反應(yīng)（4）和乙醛水蒸氣重整反應(yīng)（5），并存在CO的甲烷化反應(yīng)（6）；在400～450 ℃溫區(qū)，液相產(chǎn)物由乙醛和丙酮組成，一般認(rèn)為是乙醇脫氫產(chǎn)生乙醛，兩個乙醛分子發(fā)生脫羥基反應(yīng)生成丙酮［21-23］；在450～500 ℃溫區(qū)，H2選擇性下降，而CO和CH4選擇性升高，表明反應(yīng)（5）和反應(yīng)（6）加??；在500℃時，檢測到CO2，表明明顯存在CO水蒸氣重整反應(yīng)（7）；溫度高于500 ℃時，CO和CH4的選擇性降低，H2選擇性有所上升，是因為反應(yīng)（7）和（8）加劇。

在350～500 ℃溫區(qū)，H2和CO的選擇性隨溫度的升高而下降，CO2和CH4的選擇性隨溫度的升高而升高，表明催化劑表面發(fā)生反應(yīng)（4）和（5）的同時，反應(yīng)（6）和（7）隨溫度的升高而加?。粶囟雀哂?00 ℃時，CO2和CH4選擇性降低，H2選擇性有所上升，是因為發(fā)生反應(yīng)（4）和（5）的同時，反應(yīng)（7）和（8）加劇。

綜上，適量添加Nd有利于提高催化劑活性，ZN-82催化劑的催化性能最好。

圖3 Nd/Zr原子比對催化活性的影響Fig.3 Infuences of Nd/Zr atomic ratio on the catalyst activities.Reaction conditions：n(ethanol)∶n(H2O)=1∶6，normal pressure，LHSV=2.29 h-1.■ ZN-0 catalyst；● ZN-91 catalyst；▲ ZN-82 catalyst；▽ ZN-73 catalyst；○ ZN-64 catalyst；★ ZN-55 catalyst

2.2.2 Ni/Mo原子比對催化活性的影響

圖4為Ni/Mo原子比對催化活性的影響。由圖4可知，隨溫度的升高，乙醇轉(zhuǎn)化率逐漸升高，在500℃時，在NM-30催化劑上乙醇轉(zhuǎn)化率達(dá)到99.95%；600 ℃時，在所有催化劑上乙醇轉(zhuǎn)化率均達(dá)到100%，顯示出良好的催化活性和高溫穩(wěn)定性。在中低溫區(qū)，Ni/Mo比對催化劑的活性有一定影響，但不顯著。H2選擇性隨溫度的升高表現(xiàn)出先降低再升高的趨勢，并隨Ni/Mo比的增大先變大后減小，說明添加適量的Mo有利于H2選擇性的提高。

圖4 Ni/Mo原子比對催化活性的影響Fig.4 Infuences of Ni/Mo atomic ratio on the catalyst activities. Reaction conditions referred to Fig.3.■ NM-10 catalyst；● NM-20 catalyst；▲ NM-30 catalyst；▽ NM-40 catalyst；○ NM-50 catalyst

表2為NM-30催化劑的活性與選擇性數(shù)據(jù)。由表2數(shù)據(jù)，選擇在NM-30催化劑上分別進(jìn)行CO+H2甲烷化反應(yīng)（6）、CO水蒸氣重整反應(yīng)（7）和CH4水蒸氣重整反應(yīng)（8）實驗，實驗結(jié)果見表3和表4。由表3和表4可知，在NM-30催化劑上，CO與H2發(fā)生甲烷化反應(yīng)（6）在350 ℃時已經(jīng)開始，400℃時CO轉(zhuǎn)化率達(dá)到97.41%，450 ℃時CO轉(zhuǎn)化率達(dá)到 100%，600 ℃時CO轉(zhuǎn)化率又下降，說明過高溫度不利于CO與H2發(fā)生甲烷化反應(yīng)（因CO與H2發(fā)生甲烷化是放熱反應(yīng)）。CO水蒸氣重整反應(yīng)（7）在350～450 ℃時，CO轉(zhuǎn)化率從40.88%升高至92.71%，H2和CO2含量逐漸增加，且產(chǎn)物中未發(fā)現(xiàn)CH4，說明這一溫區(qū)只發(fā)生反應(yīng)（7）；500 ℃時，CO轉(zhuǎn)化率為93.47%，產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)CH4，同時H2含量降低而CO2含量繼續(xù)升高，說明500 ℃時伴隨發(fā)生反應(yīng)（6）；550～600 ℃溫區(qū)時，CO轉(zhuǎn)化率分別為94.64%和96.88%，CH4含量又開始下降，H2含量回升，說明此時伴隨進(jìn)行的反應(yīng)（6）因溫度過高受到抑制。CH4水蒸氣重整反應(yīng)（8）在低溫時進(jìn)行的很緩慢，350 ℃時CH4轉(zhuǎn)化率僅為10.49%，溫度高于550 ℃時CH4轉(zhuǎn)化率才顯著提高，600 ℃時CH4轉(zhuǎn)化率達(dá)到76.74%；同時觀察到隨溫度的升高，CO2含量也逐漸上升，說明在甲烷水蒸氣重整反應(yīng)的同時，其產(chǎn)物CO也與水蒸氣發(fā)生重整反應(yīng)（7）。

表2 NM-30催化劑的活性與選擇性Table 2 Activity and selectivity of the NM-30 catalyst

表3 NM-30催化劑上CO+H2干氣重整、CO水蒸氣重整、CH4水蒸氣重整反應(yīng)氣相產(chǎn)物的組成Table 3 Compositions of the gaseous products in CO+H2reforming， CO steam reforming and CH4steam reforming on the NM-30 catalyst

表4 NM-30催化劑上CO+H2干氣重整、CO水蒸氣重整、CH4水蒸氣重整反應(yīng)中CO和CH4的轉(zhuǎn)化率Table 4 Conversions of CO and CH4in CO+H2reforming， CO steam reforming and CH4steam reforming on the NM-30 catalyst

2.3 催化劑的穩(wěn)定性

圖5為NM-30催化劑穩(wěn)定性實驗結(jié)果。由圖5可知，乙醇轉(zhuǎn)化率在測試時間內(nèi)保持100%， H2選擇性基本維持在69%左右，CO2選擇性在20%左右，說明催化劑表現(xiàn)出良好的活性和穩(wěn)定性。

圖5 NM-30催化劑的穩(wěn)定性Fig.5 Stability of the NM-30 catalyst.Reaction conditions：600 ℃，48 h，feed fow rate 0.1 mL/min，Ar fow rate 30 mL/min.■ Conversion of ethanol；● H2mole fraction in the products；▲ CO mole fraction in the products；▼ CH4mole fraction in the products；◆ CO2mole fraction in the products

3 結(jié)論

1）以草酸銨為沉淀劑制備Ni-Mo-Zr-NdOx系列催化劑時，其載體主要是四方相（Zr0.9Nd0.1）O1.95固溶體，NiO和MoO3高度分散在載體表面，也發(fā)現(xiàn)少量尖晶石相NiNd2O4存在；在600 ℃用H2還原新鮮催化劑時，只有四方相NiO被還原為立方相Ni單質(zhì)。

2）摻雜Mo組分可增強(qiáng)NiO與載體之間相互作用，使催化劑中NiO的還原溫度升高。

3）在乙醇水蒸氣重整反應(yīng)中，適量摻雜Nd形成的Ni-Mo-Zr-NdOx系列催化劑的低溫催化活性明顯高于不摻雜Nd形成的Ni-Mo-ZrOx催化劑。其中，（Ni9.69Mo0.323）/（Nd8Zr32）Ox催化劑在乙醇水蒸氣重整反應(yīng)中表現(xiàn)出良好的性能，500 ℃時乙醇轉(zhuǎn)化率達(dá)到99.95%，在600 ℃乙醇轉(zhuǎn)化率為100%，H2選擇性為69.14%。在反應(yīng)進(jìn)程中未發(fā)現(xiàn)失活、積碳和燒結(jié)等現(xiàn)象，催化劑穩(wěn)定性良好。

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（編輯 楊天予）

甘肅省科學(xué)院與深圳前海兆和建立納米粉體材料生產(chǎn)基地

甘肅省科學(xué)院與深圳前海兆和資產(chǎn)管理有限公司將共同在甘肅省建立集納米粉體研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用與銷售為一體的高新科技企業(yè)。

該技術(shù)由甘肅省科學(xué)院研發(fā)，可實現(xiàn)大批量工業(yè)化生產(chǎn)各類納米粉體。納米粉體材料在軍工、航空航天等領(lǐng)域有著廣泛用途，理化氣固法納米粉體材料生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)明完善為國際納米粉體材料的廣泛應(yīng)用提供了可能。預(yù)計未來10年，納米粉體材料將會在全球形成數(shù)千億美元的市場。

復(fù)旦大學(xué)研發(fā)新型脫硝催化劑可有效控制PM2.5前體物排放

復(fù)旦大學(xué)研發(fā)出了一種新型脫硝催化劑，應(yīng)用這種新型催化劑可有效地控制PM2.5前體物NOx的排放，對減少大氣中NOx轉(zhuǎn)化形成的二次顆粒污染物有著重要的積極作用。

催化劑開發(fā)是該研究的核心。這種新型催化劑可同時抗堿金屬和抗SO2，而傳統(tǒng)催化劑遭遇煙氣環(huán)境中的這兩種“毒物”，會中毒失活。同時，新型催化劑還有助于解決傳統(tǒng)催化劑壽命較短的問題。相關(guān)研究成果已于2015年12月發(fā)表于專業(yè)期刊《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》（Environmental Science & Technology）上。該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于火電廠、重工業(yè)、汽車等源頭的NOx排放控制。新型催化劑比傳統(tǒng)催化劑壽命提高10倍以上。

清華大學(xué)石墨烯氣凝膠研究獲進(jìn)展

清華大學(xué)開發(fā)出了使氧化石墨烯在低濃度下形成液晶來制備取向石墨烯氣凝膠的新方法。

研究人員通過向氧化石墨烯溶液中加入堿，誘導(dǎo)氧化石墨烯在較低濃度下形成高取向的向列相液晶，研究了加堿前后氧化石墨烯溶液的小角X 射線散射圖像變化，確認(rèn)了堿誘導(dǎo)氧化石墨烯液晶更加有序。研究人員對堿誘導(dǎo)的氧化石墨烯液晶進(jìn)行水熱還原和冷凍干燥， 制備出了石墨烯氣凝膠。通過掃描電子顯微鏡觀察， 這種石墨烯氣凝膠繼承了氧化石墨烯液晶的高度取向結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)出像木材年輪般的高取向同心圓結(jié)構(gòu)。同時這種取向結(jié)構(gòu)也賦予了氣凝膠良好的壓縮回彈性，從而使氣凝膠可被應(yīng)用于形變傳感器。氧化石墨烯已成功用于制備高強(qiáng)度石墨烯纖維及薄膜。

北京神霧集團(tuán)研發(fā)第三代垃圾處理技術(shù)

北京神霧集團(tuán)研發(fā)出第三代垃圾處理技術(shù)，該熱解技術(shù)不僅可從垃圾中提取高熱值的燃油和燃?xì)庵苯映鍪?，還可就地發(fā)電，商業(yè)模式靈活多樣。

神霧熱解處理新工藝系統(tǒng)主要包括預(yù)處理系統(tǒng)、熱解系統(tǒng)、流化床氣化系統(tǒng)、油氣分離凈化系統(tǒng)、尾氣凈化系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)等。該工藝集成神霧集團(tuán)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵鞯?0余項專利成果。神霧垃圾熱解技術(shù)采用絕氧熱解原理，不用進(jìn)行焚燒。同時，由于熱解爐內(nèi)為高溫絕氧環(huán)境，整個處理工藝都避免了二噁英生成的必要反應(yīng)環(huán)境，從原理上阻止了二噁英的產(chǎn)生。神霧垃圾熱解新技術(shù)將有效解決目前生活垃圾和各種有機(jī)固廢處理的難題。

沈陽石蠟化工甲醇含量測定方法獲專利

沈陽石蠟化工有限公司申報的甲醇裂解制氫裝置水中甲醇含量的測定方法，獲得國家發(fā)明專利授權(quán) 。

在選擇甲醇廢水處理工藝時，需準(zhǔn)確的分析檢驗，測定出水中甲醇含量，確保選擇最合適的廢水處理工藝，實現(xiàn)符合環(huán)保要求的達(dá)標(biāo)排放。甲醇裂解制氫裝置中甲醇含量的測定方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能測定水中甲醇的問題，提供了一種準(zhǔn)確有效的檢測方法，可方便的在選定的工作條件下進(jìn)行檢測，該方法檢出限低、靈敏度高、分析結(jié)果準(zhǔn)確，操作簡便、快捷。

歐盟二代生物乙醇煉制廠投運

歐盟采用自有技術(shù)建設(shè)的第二代生物煉制廠，在意大利正式投入運營。該煉廠由歐盟7個成員國跨行業(yè)跨學(xué)科科技人員組成的歐洲PROETHANOL2G研發(fā)團(tuán)隊主導(dǎo)設(shè)計。

設(shè)計中研發(fā)團(tuán)隊遇到的最大挑戰(zhàn)來自不同木質(zhì)纖維素化合物結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和非均質(zhì)性，這意味著需要設(shè)計開發(fā)出具有成本效益的生物質(zhì)原材料預(yù)處理技術(shù)及生產(chǎn)工藝。研發(fā)團(tuán)隊利用高效酵母菌優(yōu)化重組成功攻克難關(guān)，開發(fā)出不同生物質(zhì)原材料高效轉(zhuǎn)化為糖分的先進(jìn)預(yù)處理技術(shù)及生產(chǎn)工藝。該煉制廠的最大優(yōu)勢在于對生產(chǎn)工藝流程的緊湊型設(shè)計集成和組件的模塊化組裝。煉制廠包括3大工藝流程：生物質(zhì)原材料預(yù)處理、生物質(zhì)化合物酶化水解為糖分子和發(fā)酵蒸餾生物乙醇。

Performances of Ni-Mo-Nd-ZrOxcatalysts in steam reforming of ethanol for hydrogen production

Zhang Bingbing，Wu Hongda，Jia Youshun，Zhang Zeyuan
（College of Biological and Chemical Engineering，Guangxi University of Science and Technology，Liuzhou Guangxi 545006，China）

Nd-ZrOxsupport was synthesized through coprecipitation and then Ni-Mo-Nd-ZrOxcatalysts were prepared through impregnation. The activities of the catalysts in ethanol steam reforming were studied in a f xed bed reactor. The catalysts were characterized by means of XRD and TPR to investigate their crystalline phases and reducibility. The results showed that the major components of the support was solid solution (Zr0.9Nd0.1)O1.95and there was a small amount of cubic phase Nd2O3；Ni component was highly dispersed on the support surface in the form of cubic NiO and a little of NiNd2O4spinel formed. Cubic Ni was found on the catalysts after reduction with hydrogen at 600 ℃. The catalysts showed high catalytic activities in the ethanol steam reforming. Under the conditions of (Ni9.69Mo0.323)/(Nd8Zr32)Oxas the catalyst and reaction temperature 600 ℃，the conversion of ethanol and the selectivity to H2were nearly 100% and 69.14% respectively，and carbon deposition，sintering and catalyst deactivation were not found in the reaction process.

ethanol；steam reforming；hydrogen production；nickel-molybdenum catalyst；neodymium oxide；zirconia

1000 - 8144（2016）05 - 0528 - 08

TQ 032

A

10.3969/j.issn.1000-8144.2016.05.003

2015 - 12 - 08；［修改稿日期］2016 - 01 - 22。

張兵兵（1989—），男，河北省廣平縣人，碩士生，電郵 zhangbingbinghk@163.com。聯(lián)系人：吳洪達(dá)，電話 0772 - 2687033，電郵 whongda@126.com。

廣西自然科學(xué)基金項目（桂科自0542018）。