综述:含铂催化剂在甲醇蒸汽重整制氢中的增强作用

【字体: 时间:2025年08月15日 来源:Canadian Journal of Chemical Engineering 1.9

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  (编辑推荐)本综述系统阐述了含铂(Pt)催化剂在甲醇蒸汽重整(MSR)制氢中的关键作用,重点分析了载体材料(如TiO2、Al2O3、CeO2)和助催化剂(如Ru、In)对催化活性、选择性与稳定性的协同优化,特别指出钼碳化物(MoC)基催化剂可实现100% H2选择性,为清洁能源技术提供重要理论支撑。

  

Abstract

在可持续能源需求激增的背景下,甲醇蒸汽重整(MSR)技术因其高效制氢潜力备受关注。含铂(Pt)催化剂通过独特的d电子轨道特性,显著降低反应活化能,其中TiO2载体通过强金属-载体相互作用(SMSI)有效稳定Pt纳米颗粒,而CeO2载体凭借氧空穴特性提升CO2选择性。研究发现,Ru助催化剂可将H2产率提升40%,In修饰则抑制副产物CH4生成。

性能优化关键

钼碳化物(MoC)基催化剂展现出突破性性能,在300°C实现甲醇完全转化且H2选择性达100%,其表面碳化物层有效防止Pt烧结。复合氧化物载体如ZnO-Al2O3通过酸碱位点协同作用,将CO浓度控制在50 ppm以下。值得注意的是,反应温度存在双刃剑效应:超过280°C时甲醇转化率>95%,但H2/CO比会从3.5降至2.8。

挑战与展望

催化剂失活主要源于Pt颗粒烧结和积碳,采用核壳结构Pt@CeO2可使寿命延长至500小时。未来研究需聚焦:1)低温(<200°C)催化体系的电子调控机制;2)实际工况下硫中毒防护策略;3)贵金属用量与经济性的平衡优化。这些突破将推动MSR技术向商业化应用迈出关键一步。

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