毕业论文课题相关文献综述

近年来，随着石油资源的紧缺，清洁环保理念的深入，发展石油替代品，开发清洁能源成为能源战略的重要选择。在众多新能源中，氢能向人们展示了一个美好的发展前景，对于氢能的利用，质子膜燃料电池是氢能利用的一种较好的方式。质子膜燃料电池以甲醇为原料解决了氢气储运和运输等方面的问题，其中甲醇水蒸气制氢因为具有产率高，CO含量低等特点，被认为是质子交换膜燃料电池的氢来源的优良方法。其中，甲醇水蒸气重整制氢中的催化剂起着至关重要的的作用。

甲醇水蒸气重整多相催化制氢研究中，常见的催化剂有三种：铜基催化剂、镍基催化剂、8-10 族催化剂。铜系催化剂的研究较早，应用最广，与其他体系的催化剂相比，铜催化剂的活性高，选择性好，H₂/CO₂ 比例为3：1，但是为了使Cu有一个较高的分散度和大的比表面积而使得其活性中心达到尽可能的多，则所需要的温度高（200-400℃），这样容易使催化剂烧结失活，并且容易生成有毒的CO气体而使得Cu催化剂中毒。镍系催化剂，稳定性好，适用范围广，但因其低温活性不高且选择性差，研究越来越少。8-10 族催化剂研究较多的催化剂是Pd/ZnO，因为它有高的表面积且具有较好的热稳定性，但是与Cu 系催化剂相比，它的活性低^[1]，CH₃OH 重整后生成CO 与H₂ 或者CO₂ 与H₂。

甲醇水蒸气重整制氢中多相催化研究较多，因为它的反应活性高，选择性好，但是反应温度高（200-400℃）；甲醇脱氢在均相催化体系中研究的较少，虽然它的反应活性低反，但是应条件温和（100℃）。

甲醇水体系的多相催化研究^{[2,3,4,5,6,7-10]}中，由于反应的复杂性，对反应机理仍然存在着分歧。目前，提出三种反应机理，描述如下：

（A）甲醇的分解和水煤气转化反应：

CH₃OH →CO 2H₂ (1)

CO H₂O →CO₂ H₂ (2)

（B）通过甲酸甲酯的机理：

2CH₃OH → HCOOCH₃ 2H₂ (3)

HCOOCH₃ H₂O → CH₃OH HCOOH (4)