层状双金属氢氧化物催化生物质热解制高品质合成气应用前景展望

• 作者: 赵文祥 杨双霞 陈雷 孙来芝 谢新苹 伊晓路 司洪宇 赵保峰 华栋梁
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 关键词: 生物质 热转化 合成气 催化剂 层状双金属氢氧化物
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 能源清洁高效利用|Clean and efficient utilization of energy
• 页码范围: 2040-2051
• 页数: 12页
• 分类号: TK6
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2021.06.034

摘要

合成气是制备生物质基液体燃料和高附加值化学品的重要原料,热解是实现生物质在低温下向高品质合成气转化的有效途径之一.在热解过程中,催化剂能够促进生物质热解挥发分中焦油大分子的裂解、重整转化,降低CO2和CH4等气体组分体积分数,同时通过水汽变换反应调整气体组分,最终实现合成气的净化和调变,而高活性、热稳定和抗积碳催化剂的设计研发始终是生物质热转化过程的研究热点和难点.针对生物质热转化过程,本文综述了催化剂活性组分调变、载体组成结构修饰和物化特性优化3个方面最新研究进展.针对催化剂在反应过程中易高温烧结、积碳失活问题,结合层状双金属氢氧化物(LDHs,水滑石)材料独特的层板元素比例可调、金属阳离子呈原子水平分散、物化结构特性以及其作为催化剂前体/载体在多相催化领域的优异性能,展望了LDHs材料在生物质催化热解制高品质合成气的应用前景.以LDHs作为催化剂前体,经拓扑结构转变制备的金属/金属氧化物复合材料(M/MMO)可实现活性组分的高度分散和酸碱性调控,进而有效解决热转化过程中催化剂高温烧结问题,并抑制积碳形成,促进生物质向高品质合成气的高效、稳定转化.