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钯_陶瓷中空纤维复合膜反应器中的水煤气变换反应

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co2逆水煤气变换(rwgs)反应

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211064127_逆水煤气变换反应研究进展

211064127_逆水煤气变换反应研究进展

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 3 期逆水煤气变换反应研究进展王晓月，张伟敏，姚正阳，郭晓宏，李聪明（太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室，山西 太原 030024）摘要：逆水煤气变换（RWGS ）反应是将二氧化碳（CO 2）加氢转化为甲醇、低碳烯烃、芳烃以及汽油等高附加值化学品和燃料的关键步骤，对于实现CO 2资源化利用具有重要意义。

本文综述了近年来RWGS 反应的研究进展，包括RWGS 反应热力学分析、催化机理、可选择的催化剂种类以及提升催化剂性能策略等方面。

文章从热力学角度分析，RWGS 反应在高温下有利，而低温下存在甲烷化竞争反应。

RWGS 反应机理主要包括氧化还原机理以及缔合机理，其中缔合机理包括甲酸盐路径和羧酸盐路径等。

相比于其他催化体系，负载型金属催化剂展现出较优异的RWGS 反应性能。

另外，通过添加碱金属助剂、形成双金属合金以及选择合适载体和减小金属颗粒尺寸以优化金属-载体相互作用等手段可实现低温高效稳定的RWGS 反应催化剂的设计开发。

关键词：逆水煤气变换反应；二氧化碳；一氧化碳；热力学；催化剂中图分类号：TQ073 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）03-1583-12Research progress of reverse water gas shift reactionWANG Xiaoyue ，ZHANG Weimin ，YAO Zhengyang ，GUO Xiaohong ，LI Congming(State Key Laboratory of Clean and Efficient Coal Utilization, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, Shanxi, China)Abstract: Reverse water gas conversion (RWGS) reaction is a key step in the catalytic hydrogenation ofcarbon dioxide (CO 2) to high value-added chemicals and fuels such as methanol, light olefins, aromatics and gasoline, which is of great significance for the utilization of CO 2. This review summarizes the research progress of RWGS reaction in recent years, including thermodynamic analysis of RWGS reaction, catalytic mechanisms, selective catalysts and strategies to improve the performance of catalysts. From the perspective of thermodynamics, RWGS reaction is favorable at high temperature, as methanation reaction emerges at low temperature. The mechanisms of RWGS reaction mainly consist of redox mechanism and association mechanism, and the latter further contains a formate route and/or carboxylate route. Compared with other catalyst system, supported metal catalysts commonly exhibit a superior RWGS reaction performance. In addition, the rational design of RWGS reaction catalysts with high reactivity and durability could be realized by adding alkali metal additives, forming bimetallic alloy as well as modulating the metal-support interaction via selecting a good support or reducing the metal particle size.Keywords: reverse water gas shift reaction; carbon dioxide; carbon monoxide; thermodynamics; catalyst综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0816收稿日期：2022-05-05；修改稿日期：2022-07-13。

【文献综述】分光反向动力学研究PtCeO2催化剂水煤气变换反应介质

【文献综述】分光反向动力学研究PtCeO2催化剂水煤气变换反应介质

文献综述化学工程与工艺分光反向动力学研究Pt/CeO2催化剂水煤气变换反应介质表征超过2％，逆向水气转移（RWGS）反应是由一个详细表征光谱动力学分析研究当前Pt/CeO2催化剂反应。

单一反应器动力学与光谱细观测量的使用是常见。

该反应堆采用了一种改进的高温漫反射红外光谱技术。

表征的反应是漂移光谱（红外光谱）和质谱（MS）的使用稳态同位素瞬变动力学分析监测（SSITKA）技术，即切换1％至4％的二氧化碳反应混合物含有氢气或13CO2的或12CO2。

这些技术的组合允许的时间分辨了覆盖面和12C ，13C条含表面中间体和气相产品12CO（气体浓度变化同步监测）和13CO（气体）由于同位素交换。

这些结果清楚地表明，通过红外光谱观察表面甲酸盐并不是产生的CO（气体形成的主要反应中间体）在本实验条件下这些催化剂，虽然合作（气体的形成，甲酸盐）可能发生在有限的程度。

作者：表面活性物种数量的定量分析还表明，铂羰基约束不能是唯一的反应中间体。

表面碳酸盐作为主要表现为在表面形成的CO（气态中间体）。

反应计划，涉及的由通过地面碳酸盐二氧化碳氧化铈支持直接再氧化建议。

这些结果之间的并行机制和以前提出的二氧化碳加氢和二氧化碳重整（即干，改革对氧化还原氧化支持贵金属甲烷）是。

在一般的角度来看，目前的数据强调可行性和MS - SSITKA技术是否适用于一个单一的反应堆提供有关的表征（例如，中间动力学性质的重要信息）对催化剂使用时表征的DRIFT光谱观测。

Introduction 导言红外（IR）光谱经常被用来研究物种的吸附在多相催化，反应中间体，但往往要么是在非稳态康迪，工作，或在时间尺度是不恰当的速率决定步骤进行。

在表征稳态动力学方法提供一个对催化剂催化机理的反应调条件下调查的有效技术。

两个红外光谱数据，反应率（通常用质谱法，指出微软在稳态）同位素经文调查有用的技术瞬态动力学分析（SSITKA2，3）的条件可以让我们直接有关的特定产物表面形成一个特定的中间。

高效水煤气变换制氢研究获突破

高效水煤气变换制氢研究获突破

山西化工sxhgbjb@・192・第41卷3.3.2膜生物反应器借助膜生物反应器对污泥与废水进行处理是近几年流行起来的一种处理技术。

膜生物反应器具有较高的截留率，并且把浓缩液回流至生物反应器内，这样使反应器中拥有了很低的污泥负荷以及较高的微生物浓度，并且具有较长的污泥停滞时间，进一步降解了很多的有机物。

4结语总而言之,污泥的处理处置技术正处于持续发展的进程中，针对污泥的处置与处理,共包含两种方式，第一，对系统形成的污泥实施末端处理，让其实现无害化、减量化、资源化以及稳定化等目的，第二,在污水处理的原位实施减量的措施，处理污泥的源头问题，降低污泥的排放量，于是，把这两种污泥的处理处置的方式结合起来使用，首先降低污泥的产生量，余下的少许污泥可实施末端处理，可获得很好的效果，应该是污泥处理处置技术未来发展的一个方向。

参考文献：[1]苏海佳，王陆玺，邓爽，等.好氧颗粒污泥技术及研究进展[J].化工进展，2016,35(6):1914-1922.[2]周乃然，温超，程刚.城市污水厂污泥稳定化技术研究进展[J].应用化工，2016,45(3):547-549.[3]庄修政，阴秀丽,黄艳琴，等.城市污泥水热脱水处理的工业应用与研究进展[J].化工进展，2017,36(11)：4224-4231.[4]刘奇，李智.剩余污泥处理技术现状与进展研究[J].四川化工，2016,19(2)：20-22.[5]灿波.刍议城镇污水处理厂剩余污泥处理处置技术[J].工程技术，2016(11):245.Research progress of domestic sludge treatment and disposal technologyCHEN Hongxia(Huozhou Coal and Electricity Group,Linfen Shanxi041600,China)Abstract:With the acceleration of urbanization and the improvement of sewage treatment skills,the problem of urban sludge has become increasingly prominent.This paper analyzes the traditional sludge treatment and disposal technology and the new sludge treatment and disposal technology,and points out some effective suggestions on the urban sludge treatment and disposal technology according to the specific conditions of our country,which is in order to give some references for the future research of urban sludge treatment and disposal.Key words:domestic sludge；treatment and disposal；research progress高效水煤气变换制氢研究获突破近日，从北京大学化学与分子工程学院传出消息，该院马丁教授与大连理工大学石川教授、中科院山西煤化所温晓东研究员课题组合作,研发出高效水煤气变换制氢催化剂，大幅提升了催化剂的反应活性及长效稳定性,在催化制氢领域取得突破性进展。

高考化学真题分类汇编专题15 平衡原理综合应用

高考化学真题分类汇编专题15 平衡原理综合应用

及相对能量差值大小计算并比较最大能垒；根据最大能垒对应的反应历程对应的物质写出方程式；
（4）根据图中曲线 a 在 30~90 min 内分压变化量计算平均反应速率；先根据 CO 与 H2 的倾向大小关系判断 CO
与 H2 的含量范围，然后根据温度变化对化学平衡的影响判断出在不同温度下曲线对应的物质。
专题 15 平衡原理综合应用 1．[2019新课标Ⅰ]水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以
及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：
（1）Shibata曾做过下列实验：①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被 还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。 ②在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。
行，原因为_________________________。
【答案】（1）89.3
（2）40％
3.56×104
BD
（3）CD
（4）Fe 电极 Fe+2
=
+H2↑（Fe+2C5H6 Fe(C5H5)2+H2↑）
水会阻碍中间物 Na 的生成；水会电解生成 OH−，进一步与 Fe2+反应生成 Fe(OH)2 【解析】 【分析】 （1）利用盖斯定律解题； （2）利用差量法计算转化率；三行式法计算平衡常数；根据平衡移动原理解释； （3）通过外界因素对速率的影响和平衡状态的形成分析 A、B、C 选项，D 选项观察图象计算； （4）根据阳极：升失氧；阴极：降得还进行分析确定阴阳极；根据题干信息中 Na 元素的变化确定环戊二 烯得电子数和还原产物，进而写出电极反应式；注意 Na 与水会反应，Fe2+在碱性条件下生成沉淀。 【详解】（1）根据盖斯定律①-②，可得反应③的ΔH=89.3kJ/mol； （2）假设反应前碘单质与环戊烯均为 nmol，平衡时环戊烯反应了 xmol，根据题意可知；

逆水煤气变换工业催化剂

逆水煤气变换工业催化剂

逆水煤气变换工业催化剂逆水煤气变换（Water Gas Shift）是一种重要的工业催化反应，被广泛应用于煤气制备、石油化工和氢能源等领域。

该反应通过在适当的催化剂存在下，将一部分一氧化碳（CO）和水蒸气（H2O）转化为二氧化碳（CO2）和氢气（H2），从而实现氢气的产生和一氧化碳的去除。

工业催化剂在逆水煤气变换中起到了至关重要的作用。

常见的催化剂有铁、铬、镍等金属催化剂，以及铜锌、铁铬等金属氧化物催化剂。

这些催化剂具有高催化活性、良好的稳定性和抗中毒性，能够在较低的温度和压力下实现高效的逆水煤气变换。

逆水煤气变换的反应机理相对复杂，主要包括吸附、解离、表面扩散和生成等多个步骤。

在催化剂的作用下，CO和H2O先吸附在催化剂表面，并发生解离，生成吸附的OH基团和吸附的CO基团。

接下来，CO与OH基团发生反应，生成CO2和H2。

最后，CO2和H2与催化剂表面的吸附物再次发生反应，生成水蒸气和CO。

为了提高逆水煤气变换的催化效果，研究人员进行了大量的工作。

一方面，通过调节催化剂的组成、结构和形貌，可以优化催化剂的活性和选择性。

例如，将铁铬催化剂进行修饰，可以提高其催化活性和抗中毒性。

另一方面，改进反应条件，如温度、压力和气体流速等，也可以提高逆水煤气变换的效率。

逆水煤气变换在工业生产中具有广泛的应用。

首先，逆水煤气变换是合成氨工艺和甲醇合成工艺中的重要步骤，能够提供所需的氢气。

其次，逆水煤气变换在氢能源领域也扮演着重要的角色，能够为燃料电池提供高纯度的氢气。

此外，逆水煤气变换还可以用于减少工业废气中的一氧化碳含量，达到减少环境污染的目的。

总结起来，逆水煤气变换是一种重要的工业催化反应，通过在适当的催化剂存在下，将一氧化碳和水蒸气转化为二氧化碳和氢气。

工业催化剂在该反应中发挥着至关重要的作用，通过调节催化剂的组成、结构和形貌，以及改进反应条件，可以提高逆水煤气变换的效率和选择性。

逆水煤气变换在煤气制备、石油化工和氢能源等领域具有广泛的应用，能够为工业生产和环境保护做出积极贡献。

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文章编号:0253-9837(2005)12-1042-05研究论文:1042~1046收稿日期:2005-04-04. 第一作者:王卫平,女,1976年生,博士研究生.联系人:熊国兴.T el:(0411)84379182;Fax:(0411)84694447;E -mai l:gxxiong@.钯/陶瓷中空纤维复合膜反应器中的水煤气变换反应王卫平, 潘秀莲, 张小亮, 熊国兴, 杨维慎(中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室,辽宁大连116023)摘要:采用化学镀法制备了钯/陶瓷中空纤维复合膜,并将该膜反应器用于水煤气变换反应,考察了水碳摩尔比、反应温度及压力对反应的影响.结果表明,膜反应器中的CO 转化率不仅可以超过固定床反应器中的转化率,在一定条件下还可以超过反应的平衡转化率.关键词:中空纤维膜,钯,膜反应器,水煤气变换反应,平衡转化率中图分类号:O643 文献标识码:AWater -Gas Shift Reaction in a Pd/Ceramic Hollow FiberComposite Membrane ReactorWANG Weiping,PAN Xiulian,ZHANG Xiaoliang,XIONG Guoxing *,YANG Weishen(State Key Labor atory of Catalysis ,Dalian Institute of Chemical Phy sics ,T he Chinese A cademy of Sciences ,Dalian 116023,L iaoning ,China)Abstract:The water -gas shift reaction w as carried out in a Pd/ceramic hollow fiber membrane reactor using a commercial iron -based catalyst w ith additive chrom ium.The composite membrane was prepared by the improved electroless plating method.The hydrogen permeability of the composite membrane w as 01165m 3/(m 2#h #kPa)at 673K,and the separation factor of pure hydrogen to argon w as about 100.The influences of the H 2O/CO molar ratio,reaction temperature and feed pressure on CO conversion w ere studied in detail.Under the same conditions,the CO conversion in the membrane reactor cannot only ex ceed that in the fixed -bed reactor but also exceed the thermodynamic equilibrium conversion ow ing to the selective removal of hy drog en from the reaction system by the composite membrane.These results demonstrate that it is possible to apply the Pd/C -Al 2O 3capi-l lary membranes to the w ater -gas shift reaction.Key words:hollow fiber membrane,palladium,m embrane reactor,w ater -g as shift reaction,equilibrium con -version氢是燃料电池的理想燃料之一,然而如何供氢却仍是燃料电池商品化的瓶颈之一[1].用富氢燃料(甲醇、石油、天然气等)制氢由于原料来源方便,有现成的供给系统基础设施,且过程安全可靠等优势,是可供选择的最佳供氢方式之一,世界各国均投入巨资进行研究开发.但是,对于一些燃料电池如质子交换膜电池,为了避免阳极催化剂中毒,需要为其提供只含痕量CO(<5@10-5m g/ml)的纯净氢.因而,通过移动制氢技术所得的混合气体一般需要进一步采用水煤气变换反应(WGSR)和CO 选择氧化去除其中的CO[2].如果将可逆放热的水煤气变换反应和产物氢的膜分离偶合,反应的同时将产物氢气从反应系统中转移出去,这样不仅可以提高CO 的转化率,而且可以在渗透侧获得高纯度的氢[3].自从Kikuchi 等[4,5]首次报道了钯/微孔玻璃膜反应器中的WGSR 后,国际上陆续出现了一些相关报第26卷第12期催 化 学 报2005年12月Vol.26No.12Chinese Jour nal of CatalysisDecember 2005道[6~13].意大利一课题研究组通过理论模型和实验对该类型的反应做了较多的研究[6~12],然而大部分实验均以非担载型钯膜为研究对象,所使用的担载复合膜的渗透率和集成度也不高.而国内目前尚无相关报道.我们曾在国际上首先报道了薄的致密钯/A -Al 2O 3陶瓷中空纤维复合膜的制备与表征[14,15].中空纤维较高的比分离面积(>1000m 2/m 3)可以大大提高膜反应器的集成度.本文详细研究了钯/陶瓷中空纤维复合膜反应器中铁基催化剂上的WGSR,所用膜反应器由两根钯/A -Al 2O 3陶瓷中空纤维膜集成.1 实验部分1.1 钯/A -Al 2O 3陶瓷中空纤维复合膜的制备 A -Al 2O 3中空纤维载体由德国Fraunhofer -Gesellschaft 学会界面工程和生物技术研究所(IGB)膜过程和技术课题组提供.其外径约为600L m,壁厚约为150L m,平均孔径为012L m.通过本组开发改进的化学镀方法[16]将钯沉积在载体的外表面,详细制备方法见文献[14,15].钯膜的厚度由称重法估算,约为2~3L m.膜反应器中两根中空纤维钯复合膜的有效分离面积为3107cm2.图1 气体渗透测试中膜组件示意图Fig 1 S chematic diagram of the membrane modulefor gas permeation1.2 气体渗透试验气体渗透装置如图1所示,膜管的两端分别与两根陶瓷管(<=12mm ,外壁涂釉,不透气)相连密封.陶瓷管长分别为13和215cm ,长管用于收集渗透侧气体,开口与色谱仪相通,而短管的另一开口用釉密封.整个组件密封于直径为20mm 的石英管中.反应器在高纯氩气氛中以015e /min 的速率升温.高纯氢气和氩气(纯度均>99199%)通过质量流量计调节控制流速从上部入口进入反应器中膜管外侧,而渗透气体在膜管内侧收集并由陶瓷长管排出.通过针形阀改变管外侧压力,而管内侧压力则维持一个大气压.渗透气体的透量通过皂泡流量计测定,从而求得气体的渗透率和渗透选择性(纯气体渗透率比).1.3 膜反应器中的水煤气变换反应气体渗透测试后,在渗透池中装入水煤气变换反应催化剂.石英反应器中放置催化剂的位置预先经过加工,可以固定少量石英棉以托起催化剂,使之不受反应气流的影响.考虑到中空纤维膜的脆性和膜表面易为催化剂所污染,催化剂略与膜错开并位于其上端,即反应气体经催化剂到膜.B116型铁基催化剂(20~40目)由福州大学化肥催化剂国家工程技术研究中心提供.反应器在氩气氛下升温至673K 后切换为氢氩混合气处理2h 以还原催化剂并活化膜.去离子水通过高压微注射泵引入CO 干气(9919%)中,混合气化后由反应器上端入口通入.反应压力通过针形阀调节.产物在分析前经过冷阱将未反应的水冷凝.膜管外侧和内侧的产物经过混合后由HP 4890型气相色谱仪检测其组成,采用TDX -01色谱柱和TCD 检测器,载气为氦.反应产物用外标法定量,无法用色谱进行定量的氢气,通过对其他气体产物定量后计算求得.反应中积炭量由碳平衡求得.并将所得的CO 转化率与平衡转化率和预先进行的传统的固定床(渗透侧出口封死)转化率进行比较.1.4 平衡转化率计算水煤气变换反应的平衡常数采用HSC Chem -istry for Window s 软件(1110版,1993年,Out -okum pu Research Oy)由Gibbs 能最小化方法计算求得[17].2 结果与讨论2.1 纯气体渗透复合膜钯层的厚度为2~3L m,透量与膜两侧压力的关系表明氢气透过钯膜的控制步骤为表面解离吸附和复合脱附过程.以不同温度下纯氢气渗透率的Arrhenius 点ln P (H 2)对1/T 作图可得出图2的线性关系,从而求得氢在该复合膜中扩散的表观活化能为1413kJ/mol,此值与我们先前的工作[14]以及文献[18]的报道一致.定义氢/氩理想分离系数为两者纯气体渗透率的比值,则773K 时膜的氢气渗透率为01226m 3/(m 2#h #kPa),理想分离系数为120.可见该膜组件不是完全致密的,而是存在一1043第12期王卫平等:钯/陶瓷中空纤维复合膜反应器中的水煤气变换反应定的裂缺.然而,根据Oklany 等[19]的报道,他们在一系列具有不同分离系数的多孔膜反应器和致密钯银合金膜反应器中进行了甲烷水蒸气重整反应研究,膜的氢选择性越高,甲烷转化率越高;但是当分离系数高于100时,随着分离系数提高,甲烷转化率的提高就不明显了.Barbieri 等[20]在膜反应器中进行的甲烷水蒸气重整反应结果也表明,即使是对于选择性有限的多孔金属/陶瓷膜,如果反应条件合适,转化率也可以得到提高.因而本文将分离系数大于100的膜组件用于下面的水煤气变换反应中.图2 复合膜组件中氢渗透率与温度的Arrh enius 关系Fi g 2 Arrhenius relation between the hydrogenpermeance and temperature(ln P =0167-1661/T ,activati on energy E a =1318kJ/mol)2.2 膜反应器性能该反应中可能的副反应为甲烷化反应和积炭反应.由于整个反应过程中几乎检测不到甲烷,因而认为甲烷化反应不存在.图3 H 2O/CO 摩尔比对CO 转化率的影响Fig 3 Effect of H 2O/CO mole ratio (W /C)on CO conversion(1)In membrane reactor,(2)Equilibrium values,(3)In fixed -bed reactor (Reacti on conditions:GHSV=111@103L/(kg #h),T =663K,p =160kPa)2.2.1 水和C O 摩尔比对C O 转化率的影响 从热力学的角度出发,水煤气变换反应一般需在过量水蒸气中进行以提高反应转化率同时避免催化剂表面积炭.水和一氧化碳摩尔比(W/C)对CO 转化率的影响如图3所示.当W/C 为015时,膜反应器中的CO 转化率为50159%,高于平衡转化率(46195%);随着W/C 的增加,两者间的差值逐渐减小;当W/C 为2时,膜反应器中CO 的转化率(91177%)低于平衡转化率(93189%),但是仍然高于固定床中的CO 转化率(90112%).这是因为W/C 较低时,氢生成的量少,膜能将反应中生成的氢及时转移,其转化率提高明显;随着W/C 的增加,生成的氢增多,膜来不及将所有的产物氢及时转移,膜的作用相对减弱,因而转化率增加程度减小.这也说明通过增加钯膜的有效分离面积和提高氢的渗透率有可能在高W/C 时获得更好的结果.另一方面,水的存在会影响负载型Pd 膜的H 2分离性能[21,22],这就削弱了W/C 比增加对转化率的提高作用,使得膜反应器对CO 转化率的影响减小.2.2.2 温度对C O 转化率的影响水煤气变换反应为可逆的放热反应[23],低温对CO 的转化有利.但在本文中,CO 转化率随着温度的升高而增加.如图4所示,当反应温度为693K 时,膜反应器中的CO 转化率为79192%,不仅高于固定床中的转化率(73104%),而且高于平衡转化率(76107%).本文中使用的钯复合膜的氢渗透率和渗透选择性均随温度的升高而增加.在高温下,膜的氢转移效果比较明显,因而膜反应器中CO 的转化率也明显提高.由此可见,对膜催化反应而言,膜的渗透性能对反应的影响很明显.反应的碳平衡计算还表明反应过程中有少量积炭生成.2.2.3 压力对C O 转化率的影响水煤气变换反应前后分子数不发生改变,因而对传统的固定床反应器而言,反应压力的变化不会改变平衡转化率.然而,反应压力对膜反应器中进行的水煤气变换反应却存在一定的影响.如图4所示,随着反应压力的增大,CO 的转化率明显增加.反应总压力为200kPa 时,膜反应器中的CO 转化率为90162%,不仅高于固定床中的CO 转化率(86133%),而且高于平衡转化率(87175%).当反应的总压力增大时,产物氢的分压也随之增大,氢渗透速率增加,即更多的氢气被转移,促使CO 转化率得到提高.根据文献[24,25],膜的分离效果较明1044催 化 学 报第26卷图4温度和压力对CO转化率的影响Fig4Effect of reaction temperature(a)andpressure(b)on CO con version(1)In membrane reactor,(2)Equilibrium values,(3)In fixed-bed reactor(Reaction conditions:(a)GHSV=212@103L/(kg#h),W/C=1,p=160kPa;(b)GHSV=212@103L/(kg#h),T=693K,W/C=115)显时,甲烷水蒸气重整反应的转化率会随着压力的增大(反应侧总压力增加,利用吹扫气降低渗透侧氢分压)而提高.由此进一步说明,将钯/陶瓷中空纤维复合膜用于水煤气变换反应中可以提高反应的转化率.同样,该过程中的碳平衡计算也表明有少量积炭存在.图5钯/A-Al2O3中空纤维膜在反应前和反应后的SEM正面照片Fi g5SEM images of the top view of Pd/A-Al2O3capillary membrane before(a)and after the reaction(b)2.2.4反应后的膜反应器性能在623~773K温度范围内,钯/陶瓷中空纤维复合膜组件在氢/氩气氛下可以长期稳定存在(超过3个月).文献也曾报道过钯膜只有在高温下才会因为表面碳物种的生成而失活[26].然而,当在该反应器中进行水煤气变换反应约2个月后,773K时尽管膜的氢渗透率没有明显变化,但氢/氩理想分离系数却从反应前的120降至7;比较反应前后复合膜的SEM正面照片(图5)也可以看出膜的表面结构有明显的破坏.可能的原因有待进一步的研究.3结论迄今为止,国际上关于在多孔陶瓷中空纤维膜上用化学镀方法制备钯复合膜的报道很少,而将该膜或其组件用于水煤气变换反应的研究尚无报道.我们对该反应进行了初步的研究.尽管在催化剂的放置方式及膜反应器设计等方面面临一些困难,膜的分离性能不太理想,使得膜反应器中水煤气变换反应的CO转化率的提高尚不明显,但在某些条件下膜反应器中的转化率不仅可以超过固定床反应器中的转化率,而且可以超过平衡转化率.目前我们正在改进催化剂的放置方式,并将性能较好的膜组件(773K下氢渗透率大于013m3/(m2#h#kPa),渗透选择性在3000以上)用于该反应中.参考文献1Brown L F.I nt J H ydr ogen Ener gy,2001,26(4):381 2Newsome D S.Catal Rev-Sci Eng,1980,21(2):2753K ikuchi E,N emo to Y,Kajiw ara M,Uemiy a S,Kojiam T.Catal T oday,2000,56(1-3):754K ikuchi E,U emiy a S,Sato N,I noue H,Ando H,M atsu-da T.Chem Lett,1989,(3):4891045第12期王卫平等:钯/陶瓷中空纤维复合膜反应器中的水煤气变换反应5U emiya S,Sato N,Ando H,Kikuchi E.I nd Eng Chem, Res,1991,30(3):5856T osti S,Bettinali L,Vio lante V.I nt J Hy drogen Energy, 2000,25(4):3197Criscuoli A,Basile A,Drioli E.Catal T oday,2000,56(1-3):538Criscuoli A,Basile A,Drioli E,Loiacono O.J Membr Sci, 2001,181(1):219Basile A,Drioli E,Santella F,V iolante V,Capannelli G, V itulli G.Gas Sep Purif,1996,10(1):5310Basile A,Paturzo L,Gallucci F.Catal T oda y,2003,82 (1-4):27511Basile A,Chiappetta G,T osti S,Violante V.Sep Pur if T echnol,2001,25(1-3):54912T osti S,Basile A,Chiappetta G,Rizzello C,V iolante V.Chem Eng J,2003,93(1):2313M a D H,L und C R F.I nd Eng Chem,Res,2003,42(4):71114Pan X L,Xiong G X,Sheng S S,Stroh N,Brunner H.Chem Commun,2001,(24):253615Pan X L,Stroh N,Brunner H,Xiong G X,Sheng S S.Sep Pur if T echnol,2003,32(1-3):26516Zhao H B,Pflanz K,Gu J H,L i A W,Stroh N,Brunner H,Xiong G X.J M 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XYQ)5催化学报62005年再次荣获中国科学院科学出版基金资助今年11月中国科学院发布了2005年中国科学院科学出版基金科技期刊排行榜,5催化学报6榜上有名,荣获二等基金支持.中国科学院自2003年实行新的5中国科学院科学出版基金科技期刊择优支持实施办法6.该实施办法引入竞争机制,采用国际上公认的定量评价指标和分类分等评价方法,公开公正,动态遴选,择优支持,定期发布择优支持期刊排行榜,以期进一步提高中国科学院科技期刊的学术水平,推进其国际化进程.该基金分为三个等级,每年资助期刊共计30种.5催化学报62004和2005年连续两年获得该基金的二等支持,并且2005年的排名比2004年有大幅度上升.我们将继续努力,不断提高期刊质量和影响力,促进期刊的国际化发展,更好地为国内催化领域的科学工作者服务.(5催化学报6编辑部) 1046催化学报第26卷。