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氢气是一种重要的绿色新能源,通过水煤气变换反应制氢是最有效的制氢工艺。我国工业制氢的原料正转向品质差、含硫量高的烟煤、褐煤或高硫石油焦等,这些劣质煤或高硫石油焦等的气化均采用各种先进的加压气化技术,此类技术气化后的气体具有高CO浓度、高水蒸汽浓度和高硫含量等特点。因此,要实现煤气化后高CO浓度的清洁高效制氢,关键是开发高性能的一氧化碳耐硫变换催化剂。本论文针对CoMo系一氧化碳耐硫变换催化剂低温活性较差等问题,通过调变催化剂载体组成、活性金属组分含量和助剂添加量等,制备出了低温活性好的CoMo系一氧化碳耐硫变换催化剂,并利用X射线粉末衍射仪(XRD)、低温N2物理吸附(BET)、程序升温还原(H2-TPR)、程序升温硫化(H2S-TPS)、程序升温脱附(CO2-TPD)、显微共聚焦拉曼(Raman)和透射电镜(TEM)等表征手段研究了催化剂的构效关系。首先,依据水滑石层板上金属离子比例可变的特点,采用共沉淀法制备了一系列不同镁铝比例(Mg/Al = 3-6)的水滑石,考察了不同镁铝摩尔比对CoMo系耐硫变换催化剂结构与性能的影响。随着镁铝摩尔比的提高,催化剂的活性呈现出先升后降的趋势,当Mg/Al=5时,CoMo/MgAl-LDO催化剂的水煤气变换活性最佳,活性高于其它Mg/Al的催化剂和商业CoMo/MgAl2O4催化剂。各种表征结果表明与催化剂中的活性组分硫化难易程度和硫化物活性物种的数量密切相关。其次,依据水滑石层板上金属离子种类可变的特点,采用共沉淀法制备了一系列钴镁铝三元类水滑石[x=nCo2+/(nCo2++nMg2+),(nCo2++nMg2+)/Al3+=5],考察了 Co 含量对Mo/CoMgAl-LDO耐硫变换催化剂结构与性能的影响。随着Co含量的增加,催化剂的活性呈现出先升后降的趋势。当nCo/(nCo+nMg)=5%时的Mo/CoMgAl-LDO催化剂呈现出最佳的活性,各种表征结果表明适量Co的添加提高了催化剂中的活性相MoS2的分散度和均匀度。最后,考察了助剂Nb2O5对载体结构和催化性能的影响。通过共沉淀法制备一系列草酸铌改性的铌镁铝三元类水滑石[x=nNb2+/(nNb2++nMg2+),(nNb2++nMg2+)/nAl3+=5],适量添加Nb2O5可显著提高催化剂的低温活性,当nNb/(nNb+nMg)=5%时,催化剂活性最佳。表征表明适量添加的酸性氧化物Nb2O5可增强催化剂的表面酸性,促进反应中间产物的解离,进而提高催化剂的低温活性。