金属催化甲醇重整制氢选择性调控作用的基础研究

基本信息
批准号:21503133
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:22.00
负责人:王金果
学科分类:
依托单位:上海工程技术大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:门勇,刘峰,刘迪,程立,刘鑫,杨高阳,黄小雄
关键词:
甲醇重整制氢合金效应金属催化剂高选择性尺度晶面效应
结项摘要

Hydrogen production by methanol steam reforming (MSR) has become as the strategic research topic to solve energy shortage and environmental pollution owing to its abundance, high volume ratio of hydrogen and simple process. Presently, the key scientific problem of MSR is the effective regulation of selectivity. Taking the metallic catalysts as the research object, this project will explore the size and crystal facet effect of monometallic catalysts (Pt, Pd and Au), and reveal the alloy synergetic effect of bimetallic catalysts (PtIn, PdIn and AuIn) on the selectivity of MSR. This project endeavors to elucidate the catalytic nature of the size, crystal facet and alloy synergetic effect of metallic catalysts, and develop new methods for tuning the selectivity of MSR. On this basis, this project will also combine the in-situ FTIR and online mass spectrometry to study the activation and evolution of methanol and water molecule during the process of MSR, and reveal the essential effect of water molecule on MSR. This project not only reveals the regulatory mechanism of the selectivity of MSR by metallic catalysts, but also provides theoretical basis and technical support to design novel catalysts with high activity and selectivity for MSR.

甲醇重整制氢因其原料丰富、产氢体积比高、过程简单等优点,已经成为解决能源短缺和环境污染的战略性研究课题。目前甲醇重整制氢的关键科学问题在于对其选择性的有效调控。本研究项目拟以金属催化剂为研究对象,探索单金属催化剂(Pt、Pd、Au)的尺度及晶面效应对甲醇重整制氢选择性的调控规律,揭示双金属催化剂(PtIn、PdIn、AuIn)的合金效应对甲醇重整制氢选择性的调控机制,阐明金属催化剂的尺度、晶面及合金效应对甲醇重整制氢选择性调控作用的催化本质,发展调控甲醇重整制氢选择性的新方法。在此基础上,利用原位红外跟踪技术结合在线质谱联用技术研究甲醇和水分子在重整过程中的活化及演变历程,揭示水分子在调控甲醇重整制氢选择性中的本质作用。本研究项目不仅能够揭示金属催化剂对甲醇重整制氢选择性调控的作用机制,而且能为设计和构建高效高选择性的实用型甲醇重整制氢催化剂提供理论依据和技术支持。

项目摘要

甲醇重整制氢因其原料丰富、产氢体积比高、过程简单等优点,已经成为解决能源短缺和环境污染的战略性研究课题。本项目以甲醇重整制氢选择性调控为研究目标,以金属催化剂为研究核心,探索了单金属尺度效应(Au)、双金属合金效应(PtIn)、载体(CeO2、Al2O3、La2O3、Fe2O3、MgO)及载体形貌(ZnO)效应对甲醇重整制氢的选择性调控规律,建立了金属催化剂与甲醇重整制氢选择性调控机制的构效关系,揭示了甲醇重整制氢选择性调控机理,发展了甲醇重整制氢选择性调控的方法,为开发高选择性的实用型甲醇重整制氢催化剂提供了借鉴基础,为解决能源危机和环境污染等关键战略性问题提供了参考依据。基于本项目研究,在催化与能源相关的领域发表SCI论文20篇(8篇SCI一区、9篇SCI二区、3篇SCI四区),申请国家发明专利2项,培养硕士研究生8名。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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