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江蘇化工網(wǎng) 行業(yè)資訊 科技創(chuàng)新 上海高研院甲醇制氫研究獲進(jìn)展
上海高研院甲醇制氫研究獲進(jìn)展
  發(fā)布日期:2022-07-28

近日,中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院孫予罕研究員和王慧研究員團(tuán)隊(duì)在甲醇高效穩(wěn)定制氫研究中取得重要進(jìn)展。

氫能源作為一種清潔、高效和零碳的二次能源被認(rèn)為是未來(lái)清潔能源研究發(fā)展的方向。但氫氣易燃易爆的特性使其安全儲(chǔ)藏和運(yùn)輸并不容易,利用液態(tài)有機(jī)氫載體如甲醇等可通過(guò)蒸汽重整技術(shù)原位釋放氫氣,為解決氫的儲(chǔ)存和運(yùn)輸問(wèn)題提供一種可行的方案。

鉑(Pt)基催化劑是甲醇重整制氫反應(yīng)中最具潛力的催化體系之一。傳統(tǒng)負(fù)載型Pt基催化劑的活性不高且易燒結(jié)失活,將金屬物種封裝到S-1分子篩中被認(rèn)為是提高穩(wěn)定性的一種有效手段。同時(shí),作為Pt基催化劑常見(jiàn)的助劑,堿金屬鉀通常影響催化劑表面中間體和反應(yīng)途徑從而影響催化性能。而堿助劑改性的Pt基催化劑表面往往同時(shí)存在Pt?和Pt〥?物種。在真實(shí)反應(yīng)條件下,Pt基催化劑的真正活性位點(diǎn)和催化途徑在以往的研究中尚未明確。

研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)筑了一系列限域在S-1分子篩骨架中的堿金屬鉀改性Pt基催化劑用于甲醇水蒸氣重整制氫。結(jié)果表明,該催化劑表現(xiàn)出非凡的活性與抗燒結(jié)性能。多種先進(jìn)表征結(jié)果顯示,S-1分子篩骨架有效阻止了Pt物種的聚集失活,鉀物種的加入顯著改變鉑顆粒的大小。控制實(shí)驗(yàn)和機(jī)理研究表明,甲醇優(yōu)先地吸附在Pt?位點(diǎn)上,形成甲醛和甲酸甲酯,繼而甲醛在Pt?位點(diǎn)立即分解為一氧化碳和氫氣。而在Pt〥?位點(diǎn)上,水分子對(duì)甲酸甲酯的親核攻擊產(chǎn)生甲酸,進(jìn)一步分解為氫氣和二氧化碳。

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