在所有可再生能源中，生物質(zhì)能作為碳質(zhì)能源的代表，具有可持續(xù)性、低污染、儲(chǔ)量豐富等優(yōu)點(diǎn)。生物質(zhì)的熱轉(zhuǎn)化有燃燒、熱解和氣化三種方式。其中，生物質(zhì)氣化是一種很有前景的技術(shù)，可有效地將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為富H2的合成氣，并可通過(guò)調(diào)整合成氣的組成，用于下游費(fèi)托合成等工藝。然而，氣化過(guò)程中凝結(jié)性焦油的形成是限制該技術(shù)發(fā)展的最嚴(yán)重問(wèn)題之一。在所有焦油去除技術(shù)中，催化焦油重整被認(rèn)為是一種很有前景的技術(shù)，它可以將焦油高效轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的合成氣，如H2和CO，以及高附加值化學(xué)品，如苯、甲苯和二甲苯(BTX)。到目前為止，許多研究者對(duì)焦油脫除催化劑的類型、結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了綜述。一個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)是，在各種載體(如礦石、Al2O3、沸石、焦等)上負(fù)載金屬Ni、Co和Fe作為活性位點(diǎn)制備的催化劑通常具有優(yōu)異的焦油裂解和重整活性和穩(wěn)定性。然而，大多數(shù)催化劑只有在溫度高于700 ℃時(shí)才能達(dá)到接近100%的焦油轉(zhuǎn)化率。在這樣的高溫下，受金屬塔曼溫度的限制，活性金屬組分容易燒結(jié)導(dǎo)致活性減少或喪失。同時(shí)，副反應(yīng)的反應(yīng)速度較快，導(dǎo)致催化劑上迅速積炭，活性位點(diǎn)被覆蓋，載體結(jié)構(gòu)被破壞。因此，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定、性能更好的催化劑，在更低的溫度下實(shí)現(xiàn)焦油的完全脫除，是近五年來(lái)該課題的重點(diǎn)研究方向。
最近，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院曹景沛課題組重點(diǎn)綜述了在低于700 ℃的溫度下具有高性能的焦油裂解/重整催化劑的設(shè)計(jì)和制備，及其相應(yīng)的催化活性和穩(wěn)定性。通過(guò)總結(jié)近5年來(lái)的相關(guān)文獻(xiàn)，他們發(fā)現(xiàn)，炭載體負(fù)載Ni或Co催化劑具有高比表面積、小金屬粒徑和高分散性，有利于產(chǎn)出更多的合成氣；HZM-5和金屬促進(jìn)的沸石催化劑由于具有優(yōu)異的介孔結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性和中等酸度，更適合于焦油的高轉(zhuǎn)化率和BTX的選擇性。在此基礎(chǔ)上，他們對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)的調(diào)整、失活機(jī)理和重整機(jī)理進(jìn)行了總結(jié)和探討。此外，為了進(jìn)一步提高催化劑的活性和穩(wěn)定性，揭示清晰的焦油重整機(jī)理，提出了一些對(duì)未來(lái)該領(lǐng)域研究工作的見(jiàn)解。
論文信息 Recent Progress of Catalysts for Reforming of Biomass Tar/Tar Models at Low Temperatures – A Short Review Dr. Wen Tang, Prof. Jing-Pei Cao, Dr. Zi-Meng He, Dr. Wei Jiang, Dr. Zhi-Hao Wang, Prof. Xiao-Yan Zhao ChemCatChem DOI: 10.1002/cctc.202300581
