本文關(guān)鍵詞：微型甲醇重整器陶瓷膜載體銅基催化劑的制備

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【摘要】：隨著微電子集成技術(shù)的不斷進(jìn)步,電子產(chǎn)品的體積越來(lái)越小,電源微型化成為一種發(fā)展趨勢(shì)。燃料電池具有尺寸下、質(zhì)量輕、能量密度高等特點(diǎn),在便攜式電源領(lǐng)域有很廣闊的應(yīng)用前景。而微型甲醇重整器制氫具有CO含量低、H2濃度高、反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn),適合為燃料電池提供移動(dòng)氫源。但是目前微型甲醇重整器存在催化劑分布不均勻、利用率低、易脫落等問(wèn)題,因此本文針對(duì)微流道甲醇重整器中催化劑的擔(dān)載方式、制備工藝以及重整反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行研究。本文首先對(duì)平行流道結(jié)構(gòu)的甲醇重整器建立模型,對(duì)重整反應(yīng)的一些條件進(jìn)行模擬仿真,找到重整器性能變化的規(guī)律,為后續(xù)試驗(yàn)提供一些理論依據(jù);然后對(duì)微型甲醇重整器結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),并且搭建催化劑性能測(cè)試平臺(tái);接著對(duì)催化劑的擔(dān)載方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,討論粘結(jié)劑、鋁合金載體表面處理對(duì)催化劑性能的影響,找到一種催化劑分布均勻、吸附性好、催化劑性能高的擔(dān)載方式,以提高微型甲醇重整器中反應(yīng)物、催化劑的利用率以及其穩(wěn)定性;最后對(duì)銅基催化劑的制備工藝進(jìn)行研究,主要探討了沉淀劑、沉淀方式、煅燒溫度以及催化劑原子比等因素對(duì)催化劑性能的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出當(dāng)皂土含量為10%,鋁合金載體表面微弧氧化生長(zhǎng)一層陶瓷膜時(shí),催化劑在載體表面的分散性、附著性最好。當(dāng)沉淀劑為碳酸鈉,沉淀方式為反加法,煅燒溫度為450℃,銅鋅鋁原子比為6:3:1時(shí)制備的銅基催化劑性能最好。當(dāng)反應(yīng)溫度為240℃,甲醇燃料供給速率為28.5mg/min時(shí),甲醇的轉(zhuǎn)化率達(dá)到95%以上,CO含量不到1%,滿足質(zhì)子交換膜燃料電池對(duì)氫源的需求。
【關(guān)鍵詞】：甲醇水蒸氣重整 銅基催化劑 陶瓷膜 粘結(jié)劑
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ426;TM911.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-18
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外甲醇重整的研究現(xiàn)狀及分析9-16
• 1.2.1 甲醇重整制氫技術(shù)的研究進(jìn)展11
• 1.2.2 甲醇重整催化劑的研究進(jìn)展11-13
• 1.2.3 催化劑載體的研究進(jìn)展13-15
• 1.2.4 微型甲醇重整器的研究進(jìn)展15-16
• 1.3 研究的目的和意義16-17
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第2章 甲醇水蒸氣重整器的理論模型18-25
• 2.1 引言18
• 2.2 甲醇水蒸氣重整反應(yīng)機(jī)理18-19
• 2.3 甲醇水蒸氣重整建模19-21
• 2.4 仿真結(jié)果和討論21-24
• 2.4.1 流道長(zhǎng)度和催化劑擔(dān)載量的研究21-23
• 2.4.2 反應(yīng)溫度的研究23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 微型甲醇重整器的設(shè)計(jì)與測(cè)試25-45
• 3.1 引言25
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分25-28
• 3.2.1 主要試劑和儀器25-26
• 3.2.2 催化劑的擔(dān)載26-28
• 3.3 微型重整器的結(jié)構(gòu)及性能測(cè)試平臺(tái)28-30
• 3.3.1 微型重整器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)28-30
• 3.3.2 微型重整器的性能測(cè)試平臺(tái)30
• 3.4 粘結(jié)劑的研究30-37
• 3.4.1 粘結(jié)劑的制備31-33
• 3.4.2 粘結(jié)劑對(duì)銅基催化劑性能的影響33-37
• 3.5 流道長(zhǎng)度的研究37-39
• 3.6 微流道載體表面處理39-44
• 3.7 本章小結(jié)44-45
• 第4章 陶瓷膜載體銅基催化劑的制備45-54
• 4.1 引言45
• 4.2 銅基催化劑的制備45-46
• 4.3 沉淀劑及沉淀方式的選擇46-48
• 4.3.1 沉淀劑46-47
• 4.3.2 沉淀方式47-48
• 4.4 煅燒溫度的選擇48-50
• 4.5 最佳原子比的確定50-53
• 4.6 本章小結(jié)53-54
• 結(jié)論54-55
• 參考文獻(xiàn)55-61
• 致謝61

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本文編號(hào)：968379