[go: up one dir, main page]

TWI441680B - 醇類蒸汽重組觸媒組成物 - Google Patents

醇類蒸汽重組觸媒組成物 Download PDF

Info

Publication number
TWI441680B
TWI441680B TW096115958A TW96115958A TWI441680B TW I441680 B TWI441680 B TW I441680B TW 096115958 A TW096115958 A TW 096115958A TW 96115958 A TW96115958 A TW 96115958A TW I441680 B TWI441680 B TW I441680B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
weight
recombination catalyst
catalyst
palladium
zinc
Prior art date
Application number
TW096115958A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200812700A (en
Inventor
Christopher R Castellano
Ye Liu
Ahmad Moini
Gerald S Koermer
Robert J Farrauto
Original Assignee
Basf Catalysts Llc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basf Catalysts Llc filed Critical Basf Catalysts Llc
Publication of TW200812700A publication Critical patent/TW200812700A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI441680B publication Critical patent/TWI441680B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56—Platinum group metals
    • B01J23/63—Platinum group metals with rare earths or actinides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/323—Catalytic reaction of gaseous or liquid organic compounds other than hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/326—Catalytic reaction of gaseous or liquid organic compounds other than hydrocarbons with gasifying agents characterised by the catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/024—Multiple impregnation or coating
    • B01J37/0248—Coatings comprising impregnated particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
    • C01B2203/1064—Platinum group metal catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1217—Alcohols
    • C01B2203/1223—Methanol
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Description

醇類蒸汽重組觸媒組成物
關於聯邦所主持研究的說明
本發明係以獲得國家標準與技術研究所(NIST)獎之美國政府支援的合作協議第70NANB3H3012號所完成。美國政府在本發明中具有一定的權利。
本發明大體係關於將醇類與水轉化成氫與二氧化碳的觸媒，以及關於包含該觸媒的相關方法。
一般而言，甲醇蒸汽重整為將甲醇轉化成氫與二氧化碳的化學方法。可使用觸媒加以促進甲醇蒸汽重整的化學方法。由該化學方法所產生的氫可使用於許多用途中。由蒸汽重整所產生氫的應用之一為使用於燃料電池。
燃料電池為將電子自氫趕出而產生電流的能源產生裝置。此氫可衍生自例如烴類及醇類的富氫燃料。現有各種不同的燃料電池，實例包括質子交換薄膜燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池、直接甲醇燃料電池、及鹼性燃料電池。對燃料電池的一般操作特性為其作用係將氫原子的電子移除，以達產生電流的目的。剩餘的氫質子與電子及氧結合以產生水。
為了操作大多數的燃料電池，使用觸媒以促進氫的產生。一般而言，觸媒常具有特定想要的特性。不幸的是觸 媒可能具有想要的特性，但也有另一不想要的特性。因為觸媒一般具有不可預期的本質，便難以獲得具有許多想要的特性且很少或無不想要的特性之燃料電池觸媒。
以下呈現本發明的簡化摘要，以提供對本發明一些觀點的基礎瞭解。此摘要並非本發明擴大的概要。並非要確認本發明的關鍵或特別重要的元素，也並非要說明本發明的範圍。相反地，此摘要的唯一目的係要以簡化的形式呈現本發明的一些觀念，作為之後呈現更詳細說明之前言。
本發明提供醇類蒸汽重組觸媒，其同時具有良好的醇類/甲醇活性及良好的二氧化碳選擇性。本發明的觀點之一係關於醇類蒸汽重組觸媒含有適量的釔以及鈀、金屬氧化物及/或鈰、以及選擇性地之鋅。
本發明的另一觀點係關於製造醇類蒸汽重組觸媒的方法，其包含將金屬氧化物及/或鈰、鈀、釔、以及選擇性地之鋅接觸，以提供醇類蒸汽重組觸媒。該觸媒可進一步塗覆在綠色未經火燒的陶瓷結構上並加以火燒。
而本發明的另一觀點係關於製造氫的方法，其包含在醇類蒸汽重組觸媒的存在下，將低碳醇與水接觸，該醇類蒸汽重組觸媒含有金屬氧化物及/或鈰、鈀、釔、以及選擇性地之鋅。
而本發明進一步的另一觀點係關於在製造氫時同時增加醇類/甲醇活性及二氧化碳選擇性的方法，其包含在醇 類蒸汽重組觸媒的存在下，將低碳醇與水接觸，該蒸汽重組觸媒含有金屬氧化物及/或鈰、鈀、釔、以及選擇性地之鋅。
為了達成前述及相關的目的，本發明包含以下完整說明及申請專利範圍特別指出的特性。以下的說明及所附的圖形詳細說明本發明特定的示意觀點以及執行方式。然而，此僅為少數各種方式可使用本發明原則的直述說明。本發明的其它目標、優點及新的特性在本發明連同考量圖形之以下詳細說明中將很明顯。
本發明之詳細敘述
本發明之醇類蒸汽重組觸媒將例如甲醇的低碳醇轉化成氫及碳的氧化物(一氧化碳、二氧化碳)。在低碳醇為甲醇的特殊情況下，醇類蒸汽重組觸媒可稱為甲醇蒸汽重組觸媒。
當以鈀、金屬氧化物及/或鈰、以及選擇性地之鋅為基礎的蒸汽重組觸媒包含適量的釔時，提供可承受暴露於高溫的蒸汽重組觸媒。所以，在一些具體實例中，蒸汽重組觸媒可與未經火燒的陶瓷結構接觸或浸漬於其上，並承受將未經火燒的陶瓷轉化成陶瓷結構所需的火燒程序。這些具體實例的優點為比在最終或經火燒的陶瓷片上施用觸媒更容易進行觸媒的沈積。承受高溫的能力為勝過無法耐受該高溫的習用Cu-Zn蒸汽重組觸媒的重要優點。
在醇類蒸汽重組觸媒技藝領域中，難以獲得成效的進 步。並不希望產生一氧化碳，因為一氧化碳對燃料電池電極為毒物。即使產生少量的一氧化碳，也會導致嚴重的損害。所以，對一氧化碳產生的任何減少皆為蒸汽重組觸媒技藝領域中正面的進步。本發明含有釔、鈀、金屬氧化物及/或鈰、以及選擇性地之鋅之醇類蒸汽重組觸媒一般表現高的二氧化碳選擇性，因而減少或削減一氧化碳的產生。
要同時增進醇類蒸汽重組觸媒良好的甲醇活性及良好的二氧化碳選擇性也很困難。通常，這些特性之一的增進會導致另一特性的降低。所以，僅將二種觸媒成份(一為增進甲醇活性，另一為增進二氧化碳選擇性)結合者，通常並不會產生能同時具有良好的甲醇活性及良好的二氧化碳選擇性的物質。如上述，因為很大的毒化效應，即使一氧化碳的產生僅少量增加也是不利的。
當適量的釔包含在以鈀、金屬氧化物及/或鈰、以及選擇性地之鋅為基礎的蒸汽重組觸媒時，會產生與不想要的抵銷關係偏離之蒸汽重組觸媒。更明確而言，含有釔、鈀、金屬氧化物及/或鈰、以及選擇性地之鋅之蒸汽重組觸媒可同時表現高的醇類/甲醇轉化速率及高的二氧化碳選擇性之想要的特性。
醇類蒸汽重組觸媒以適當方式及量含有適量的金屬氧化物及/或鈰、釔、鈀、以及選擇性地之鋅，可同時促進高的醇類/甲醇轉化及高的二氧化碳選擇性(不會犧牲其它一種想要的特性)。例如，醇類蒸汽重組觸媒含有適量 的鈰氧化物、釔、鈀、以及鋅。
蒸汽重組觸媒含有適量的金屬氧化物及/或鈰中至少一者可貢獻高的甲醇轉化(高的甲醇活性)特性。鈰可作為或非作為載體。如在此所用，所指的鈰意為任何形式的鈰或任何含有鈰的物種，包括金屬鈰、離子鈰、氧化鈰、鈰與至少一種其它金屬(如鈀、釔、及/或鋅)的合金、及這些形式的二種或多種組合。在蒸汽重組觸媒進入高溫的情況下，如將塗覆蒸汽重組觸媒之生陶瓷基板進行火燒時，蒸汽重組觸媒的二種或多種金屬可能形成合金。
若蒸汽重組觸媒未含有鈰，則蒸汽重組觸媒含有至少一種金屬氧化物。金屬氧化物的實例包括氧化鋁、氧化矽、氧化鋁-矽酸鹽、氧化鈦、氧化鋯、穩定化的氧化鈰、氧化鎂、氧化錳、氧化鑭、氧化鈷、氧化鐵、其它過渡金屬氧化物、氧化鈰-氧化鋯、其它混合的金屬氧化物等。
在一具體實例中，蒸汽重組觸媒含有至少約10重量%的至少一種金屬氧化物及/或鈰，以及一般自約10重量%至約99重量%的至少一種金屬氧化物及/或鈰。在另一具體實例中，蒸汽重組觸媒含有至少約20重量%的至少一種金屬氧化物及/或鈰，以及一般自約20重量%至約95重量%的至少一種金屬氧化物及/或鈰。而在另一具體實例中，蒸汽重組觸媒含有至少約30重量%的至少一種金屬氧化物及/或鈰，以及一般自約30重量%至約85重量%的至少一種金屬氧化物及/或鈰。在更進一步的另一具體實例中，蒸汽重組觸媒含有自約40重量%至約80重量%的至少一 種金屬氧化物及/或鈰。
蒸汽重組觸媒可選擇性地含有適量的鋅，以貢獻高的二氧化碳選擇性的特性。如在此所用，所指的鋅意為任何形式的鋅或任何含有鋅的物種，包括金屬鋅、離子鋅、氧化鋅、鋅與至少一種其它金屬(如鈀、釔、及/或鈰)的合金、及這些形式的二種或多種組合。若當含有氧化鋅時，可作為或非作為載體。在一具體實例中，蒸汽重組觸媒含有自約0.1重量%至約99重量%的鋅。在另一具體實例中，蒸汽重組觸媒含有自約0.25重量%至約80重量%的鋅。而在另一具體實例中，蒸汽重組觸媒含有自約1重量%至約70重量%的鋅。在更進一步的另一具體實例中，蒸汽重組觸媒含有自約5重量%至約60重量%的鋅。因為鋅的存在係選擇性的，較低的量可為0%以及上述所列的任何數量。
在一具體實例中，蒸汽重組觸媒含有金屬鋅或鋅與一種或多種其它金屬的合金，該蒸汽重組觸媒含有自約0.1重量%至約50重量%的金屬鋅或合金鋅。在另一具體實例中，蒸汽重組觸媒含有金屬鋅或鋅與一種或多種其它金屬的合金，該蒸汽重組觸媒含有自約0.25重量%至約25重量%的金屬鋅或合金鋅。而在另一具體實例中，蒸汽重組觸媒含有金屬鋅或鋅與一種或多種其它金屬的合金，該蒸汽重組觸媒含有自約0.5重量%至約10重量%的金屬鋅或合金鋅。
當若存在鈰與鋅部分作為載體物質時，通常以其氧化 物的形式，蒸汽重組觸媒可以含有或不含有添加的載體物質，例如那些常用作為觸媒的載體物質者。當若存在鈰及/或鋅而非作為載體物質時，蒸汽重組觸媒可以含有載體物質。添加載體物質的實例包括陶瓷物質、沸石、黏土、煅燒的黏土，以及例如氧化鋁、氧化矽、氧化鋁-矽酸鹽類、氧化鈦、氧化鋯、氧化鈰-氧化鋯、及穩定化的氧化鈰等的金屬氧化物。在有些情況下，使用陶瓷物質作為載體時，在製造與使用蒸汽重組觸媒時，提供可承受高溫負荷(例如高於約500℃)的蒸汽重組觸媒。在一具體實例中，蒸汽重組觸媒含有自約1重量%至約80重量%的添加載體物質。在另一具體實例中，蒸汽重組觸媒含有自約2重量%至約40重量%的添加載體物質。
蒸汽重組觸媒可含有適量的載體與具催化活性的金屬，以同時促進高的甲醇轉化及高的二氧化碳選擇性。在一具體實例中，蒸汽重組觸媒含有自約25重量%至約99重量%的載體及自約1重量%至約75重量%具催化活性的金屬。在另一具體實例中，蒸汽重組觸媒含有自約40重量%至約98重量%的載體及自約2重量%至約60重量%具催化活性的金屬。而在另一具體實例中，蒸汽重組觸媒含有自約60重量%至約95重量%的載體及自約5重量%至約40重量%具催化活性的金屬。
蒸汽重組觸媒含有適量的鈀，以貢獻高的甲醇活性特性及/或高的二氧化碳選擇性特性。如在此所用，所指的鈀意為任何形式的鈀或任何含有鈀的物種，包括金屬鈀、 離子鈀、氧化鈀、鈀與一種或多種其它金屬(如鋅、釔、及/或鈰)的合金、及這些形式的二種或多種組合。在一具體實例中，蒸汽重組觸媒含有自約0.1重量%至約50重量%的鈀。在另一具體實例中，蒸汽重組觸媒含有自約0.5重量%至約25重量%的鈀。而在另一具體實例中，蒸汽重組觸媒含有自約1重量%至約15重量%的鈀。
蒸汽重組觸媒含有適量的釔，以同時貢獻高的甲醇活性特性及高的二氧化碳選擇性特性。如在此所用，所指的釔意為任何形式的釔或任何含有釔的物種，包括金屬釔、離子釔、氧化釔、釔與至少一種其它金屬(如鈀、鋅、及/或鈰)的合金、及這些形式的二種或多種組合。在一具體實例中，蒸汽重組觸媒含有自約0.1重量%至約50重量%的釔化合物。在另一具體實例中，蒸汽重組觸媒含有自約0.25重量%至約25重量%的釔化合物。而在另一具體實例中，蒸汽重組觸媒含有自約0.5重量%至約15重量%的釔化合物。
蒸汽重組觸媒可選擇性地含有適量的其它金屬化合物，其貢獻高的甲醇活性特性或高的二氧化碳選擇性特性。該金屬的實例包括銅、鉑、銀、金、及鎳。然而，在另一具體實例中，蒸汽重組觸媒不含有銅、鉑、銀、金、及鎳中之一者或多者。
蒸汽重整所用觸媒的製造係將鈀、釔、鈰及/或金屬氧化物、若存在鋅、及若存在載體接觸及/或混合。例如，蒸汽重整所用觸媒的製造為將金屬氧化物及/或氧化鈰 、若存在氧化鋅與含有鈀及釔的溶液接觸。或是，蒸汽重整所用觸媒的製造為將金屬氧化物及/或鈰、若存在氧化鋅與例如鈀的第一催化活性金屬的第一溶液接觸，然後或同時將金屬氧化物及/或鈰、若存在氧化鋅與例如釔的第二催化活性金屬的第二溶液接觸(及/或與例如鋅的第三催化活性金屬的第三溶液接觸)。具催化活性的金屬溶液可含有一種或多種具催化活性的金屬、二種或更多種具催化活性的金屬、或三種或更多種具催化活性的金屬。
當存在載體時，一般為細粒形式、粉末形式、或生陶瓷中之一種。在一具體實例中，載體的顆粒尺寸(平均顆粒尺寸)小於約100微米。在另一具體實例中，載體的顆粒尺寸小於約80微米。而在另一具體實例中，載體的顆粒尺寸小於約50微米。進一步的處理可在觸媒形成後使顆粒尺寸降低。
通常，觸媒載體的表面積相當於金屬氧化物或觸媒承載其中/其上的陶瓷結構的重量平均的表面積。在一具體實例中，觸媒載體的表面積約1m2 /g或更高且約1,500m2 /g或更低。在另一具體實例中，觸媒載體的表面積約25m2 /g或更高且約1,000m2 /g或更低。
在有些情況下，使用氧化鈰或至少氧化鈰及氧化鋅與選擇性作為載體的其它物質之前，可先對該物質進行處理，以獲得想要的顆粒尺寸及/或表面積。例如，可將該物質填充進研磨機、擣碎機、混合器、磨粉機等，以獲得一些物理性改變。
含有催化劑成份的金屬溶液通常含有液體溶劑與適量之至少一種提供金屬的化合物(提供鈀的化合物、提供釔的化合物、提供鈰的化合物、及提供鋅的化合物)。液體溶劑通常為水、例如醇、酯、酮的有機溶劑、及其任何組合者。在一具體實例中，金屬溶液含有液體溶劑，且含有約為0.1重量%或更高及約90重量%或更低的至少一種提供金屬的化合物。在另一具體實例中，金屬溶液含有液體溶劑，且含有約為1重量%或更高及約50重量%或更低的至少一種提供金屬的化合物。金屬氧化物可在溶液中，但通常為粉末或細粒形式。
提供鈀的化合物實例包括醋酸鈀、乙醯丙酮鈀、鹵化鈀、六氟乙醯丙酮鈀、硝酸鈀、氧化鈀、丙酸鈀、硫酸鈀、硫化鈀、及三氟醋酸鈀。而且，可用酸溶液提供鈀金屬，例如鈀在0.1至5%的硝酸溶液中或鈀以奈米尺寸的粉末加入溶液中。
提供釔的化合物實例包括醋酸釔、乙醯丙酮釔、鹵化釔、碳酸釔、己酸乙酯釔、六氟乙醯丙酮釔、異丙氧化釔、硝酸釔、草酸釔、氧化釔、過氯酸釔、硫酸釔、及三氟醋酸釔。而且，可用酸溶液提供釔金屬，例如在0.1至5%硝酸溶液中的釔。
提供鈰的化合物實例包括醋酸鈰、乙醯丙酮鈰、鹵化鈰、碳酸鈰、己酸乙酯鈰、硝酸鈰、氧化鈰、過氯酸鈰、及硫酸鈰。而且，可用奈米尺寸的粉末或酸溶液提供鈰金屬，例如在0.1至5%硝酸溶液中的鈰。
提供鋅的化合物實例包括醋酸鋅、乙醯丙酮鋅、丙烯酸鋅、鹵化鋅、碳酸鋅、檸檬酸鋅、乳酸鋅、硝酸鋅、六氟乙醯丙酮鋅、氧化鋅、過氯酸鋅、硬脂酸鋅、硫酸鋅、硫化鋅、及三氟醋酸鋅。而且，可用奈米尺寸的粉末加入液體中以提供鋅金屬。
當鈰及/或金屬氧化物、提供鈀的化合物、提供釔的化合物、及選擇性提供鋅的化合物在溶液中接觸時，視溶液的使用量及載體的沾濕性而定，會形成濕粉末或漿料。可選擇性將漿料球磨，然後在適當溫度下乾燥一段適當時間，以產生粉末形式的蒸汽重組觸媒。在一具體實例中，乾燥係包含將漿料暴露在例如烘箱溫度約30℃或更高且約100℃或更低的槽中，時間自約10分鐘至約30分鐘。在另一具體實例中，乾燥係包含將漿料暴露在例如烘箱溫度約40℃或更高且約90℃或更低的槽中，時間自約30分鐘至約20小時。
各種添加劑可加進漿料或濕粉末中，以促進蒸汽重組觸媒以想要的形式生成(例如形成的形狀或塗覆在單塊的基板上)。該添加劑的實例包括黏結劑、pH調整劑、乾燥劑等。
該漿料含有適量的固體，使蒸汽重組觸媒形成想要的形式，例如形成的形狀或塗覆在單塊的基板上。在一具體實例中，漿料含有約5%或更高且約95%或更低的固體。在另一具體實例中，漿料含有約10%或更高且約90%或更低的固體。
漿料可與生陶瓷基板接觸，然後再與生陶瓷基板共燒，以形成具有蒸汽重組觸媒在其上/其內的陶瓷裝置。綠色基板通常以刮刀成型(tape casting)方法製造，而觸媒漿料則以網板印刷、噴灑塗覆、及厚膜沈積之中的方法施用。或是，生陶瓷物質可構成一部份的濕粉末，且可將該濕粉末造型及火燒，以提供具有蒸汽重組觸媒在其上/其內的陶瓷裝置。在特定具體實例中的一個優點為蒸汽重整所用觸媒之形成物質具有可承受高溫的能力，例如由生陶瓷形成經火燒的陶瓷所需的溫度。
可選擇地，蒸汽重組觸媒可在其形成任何想要的形狀之前或之後、或在將其塗覆於基板上之前或之後，於高溫下加熱一段適當的時間。在一具體實例中，蒸汽重組觸媒在溫度約100℃或更高且約850℃或更低之下加熱，時間為約10分鐘至約50小時。在另一具體實例中，蒸汽重組觸媒在溫度約200℃或更高且約700℃或更低之下加熱，時間為約30分鐘至約10小時。在一具體實例中，選擇性的加熱可包含將蒸汽重組觸媒煅燒。
然後選擇性地將蒸汽重組觸媒形成任何想要的形狀。形成機器的實例包括鑄模機、擠壓機、壓錠機、旋轉造粒機、製球機(marumarizer)、及製丸機。觸媒物質的形狀包括球體、片狀、圓柱體、星形、三球形、四球形、顆粒、細粒、蜂巢狀、以及立方體。形狀通常係指「顆粒」，可為任何適當的尺寸。
要將蒸汽重組觸媒形成任何想要的形狀的替代方案為 將例如單塊基板的基板塗覆蒸汽重組觸媒。在此情況下，單塊基板可與載體及具催化活性的金屬漿料接觸。該單塊基板可具有一個或多個單塊體，其具有在其內延伸的多個細小分開的氣流通道。這些單塊基板通常係指「蜂巢型」基板。基板可製成頑固的、實質上為惰性的堅硬物質，其能夠維持形狀並在例如至少約1,000℃的高溫下有足夠機械條件的程度。通常，基板物質表現出至少低的熱膨脹係數、良好的耐熱震性、及低的熱傳導性中之一者。
單塊基板通常具有圓柱形結構(截面為圓形或橢圓形)，並具有在其內延伸、截面為多邊形的多個平行的氣流通道。氣流通道可製成一定大小，以提供每平方英吋表面積有自約50至約1,200個氣流通道。
至少有二種常見的物質類型可構成單塊基板。一種為陶瓷類的多孔物質，其包含一種或多種金屬氧化物，例如氧化鋁、氧化鋁-氧化矽、氧化鋁-氧化矽-氧化鈦、高鋁紅柱石、菫青石、氧化鋯、氧化鋯-氧化鈰、氧化鋯-尖晶石、氧化鋯-高鋁紅柱石、碳化矽等。
另一可構成單塊基板的物質類型為耐熱及/或抗氧化的金屬，例如不鏽鋼或鐵鉻合金。可由該物質製造單塊基板，將平坦及波浪的金屬薄片置於另一片上，將該層疊的薄片繞著與其結構平行的軸滾壓成管狀結構，以提供圓柱形體。
或是單塊基板可以陶瓷或金屬泡沫的形式存在。單塊基板也可以熱交換器的形式存在，例如殼及管交換器或類 似於汽車散熱器所使用的鰭類型交換器。該基板可製成具有選擇性空間配置其內的微型通道形式。
當蒸汽重組觸媒塗覆在單塊基板上時，適量提供便可製造氫。在一具體實例中，塗覆在單塊基板上的蒸汽重組觸媒承載量為約0.1g/in3 或更高且約10g/in3 或更低。在另一具體實例中，塗覆在單塊基板上的蒸汽重組觸媒承載量為約0.5g/in3 或更高且約5g/in3 或更低。
蒸汽重組觸媒可為粉末或壓成顆粒的形式，在包括微型裝置、及具有中等尺度(具有結構特性在毫米階乘的中等反應器)與微米尺度特性(具有結構特性在微米階乘的微米反應器)反應器的小尺度應用中，包括通道及其它微型裝置結構，顆粒因其尺寸而不可行。顆粒與粉末二者在較小的結構中常不具機械穩定性。由此關連，要提高對磨損、通道的阻塞、對基板足夠的膠黏性、以及振動時的穩定性的考量。因此，粉末或顆粒形式的蒸汽重組觸媒適用於較大裝置中，而將粉末或顆粒形式的蒸汽重組觸媒使用於微型裝置及反應器時，會導致成效下降。
在一些具體實例中，蒸汽重組觸媒在陶瓷單塊基板之上/內形成，以供包含具有觸媒固定在多孔陶瓷物質之內或之上的多孔陶瓷物質的微型化化學反應器之用。在微型裝置或反應器中，會更希望具有固定的載體，其保有整體粉末可能有的高孔隙度及表面積。當蒸汽重組觸媒在陶瓷單塊基板之上/內形成時，固定化觸媒以使反應物能與固定化觸媒良好地接觸的方式配置，而不會損害觸媒的催化 活性。
當使用多層陶瓷結構製造單塊的蒸汽重組觸媒系統時，構成系統的反應器通常包含觸媒的後火燒沈積，而不提供觸媒物質後火燒的選擇性沈積。此係部分因為難以將觸媒沈積在小通道內(特別是中等或微米尺寸的通道)。在許多情況下，在導入蒸汽重整所用觸媒之前即已將結構火燒，而無法將蒸汽重整所用觸媒配置在能提供想要的最佳溫度範圍所需要的位置。
為了製造含有多層陶瓷結構的蒸汽重組觸媒系統，綠色多層陶瓷結構塗覆在此所述含有釔、鈀、金屬氧化物及/或鈰、以及選擇性地之鋅的蒸汽重整所用觸媒，然後將被塗覆的綠色多層陶瓷結構火燒，以提供蒸汽重組觸媒系統。此蒸汽重組觸媒系統可具有蜂巢結構，且在個別反應器之間可包含或不包含隔板。陶瓷基板可為多孔的陶瓷基板。
當蒸汽重組觸媒在陶瓷基板之上/內形成以形成蒸汽重組觸媒系統時，將固定在陶瓷基板之上及/或之內的蒸汽重整所用觸媒共燒，以提供微型化化學反應器。因此，本發明的觸媒組成物可適用於處理包含可共燒的蒸汽重整所用觸媒的化學反應器，該觸媒可承受多層陶瓷結構的處理溫度而在共燒後仍維持良好的催化活性。
在一具體實例中，蒸汽重組觸媒係以可網板印刷或可刻板印花的厚膜糊料施用，其可與多層生陶瓷基板一起共燒。可共燒的蒸汽重整所用觸媒的厚膜糊料可含有以例如 纖維素所製的有機黏結劑、載體系統、及蒸汽重整所用觸媒完全混合成黏性糊料，以適合網板印刷方法。在製造過程中，多個陶瓷層與可共燒的蒸汽重整所用觸媒會燒結或燒在一起，以形成反應器。在此燒結方法中，厚膜可共燒的蒸汽重整所用觸媒的有機成份會燒除，留下沈積在載體上之細小分散的高表面積蒸汽重組觸媒。
在多層陶瓷方法中，個別的陶瓷層可含有玻璃成份，以促使低溫下的燒結。然而，此種狀況下，玻璃在燒結的方法中會擴散進入蒸汽重組觸媒，而降低其有效性。結果，厚膜網板印刷的蒸汽重整所用觸媒的厚度自約10μm至約500μm。在高厚度之下，可能使用太多的蒸汽重整所用觸媒，其並非裝置功能所需，但卻增加裝置的成本。最後，必須謹慎預防玻璃擴散進入整個蒸汽重整所用觸媒印刷層的厚度。在另一具體實例中，在蒸汽重整所用觸媒印刷層與基板之間含有多孔性氧化鋁的屏蔽層，可避免玻璃擴散進入蒸汽重整所用觸媒的印刷層，因而可印刷較薄的觸媒層，例如可小於約10μm的厚度。
含有蒸汽重組觸媒以製造氫，一般為氫氣。蒸汽重組觸媒最常是包含於由甲醇與水以製造氫。並不需望與任何理論結合，相信一般而言，蒸汽重整的反應可由以下未平衡的化學方程式(1)表示：CH3 OH+H2 O Ω H2 +CO及/或CO2 (1)
在一些情況下，甲醇蒸汽重整的反應可由二個反應表示，亦即在第一裂解反應之後，再進行水氣的轉移反應。二個反應可由以下的化學方程式(2)與(3)表示：CH3 OH+H2 O Ω 2H2 +CO (3)
CO+H2 O Ω H2 +CO2 (4)
雖然以甲醇顯示醇類，要注意的是可使用其他低碳醇(含有1至約8個碳原子的醇類)。在本文中，以低碳醇與水製造氫時，包含蒸汽重組觸媒。低碳醇的實例包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、其異構物、及其組合者。低碳醇與水可為氣態及/或液態。
蒸汽重組觸媒可用在任何適當的系統或應用，例如以甲醇及水中至少一者產生氫的燃料電池。蒸汽重組觸媒可配置在甲醇蒸汽重整器燃料電池之例如小通道的反應槽內。
在蒸汽重整所用觸媒存在之下，醇與水蒸汽反應一段適當時間以產生氫。在一具體實例中，在蒸汽重組觸媒存在之下，醇與水蒸汽反應的時間約10毫秒或更久且約10秒或更短。在另一具體實例中，在蒸汽重組觸媒存在之下，醇與水蒸汽反應的時間約100毫秒或更久且約1秒或更短。
在蒸汽重組觸媒存在之下，醇與水蒸汽在適當的壓力下反應以產生氫。在一具體實例中，在蒸汽重組觸媒存在 之下，醇與水蒸汽在約0.1大氣壓或更高且約100大氣壓或更低的壓力下反應。在另一具體實例中，在蒸汽重組觸媒存在之下，醇與水蒸汽在約0.5大氣壓或更高且約5大氣壓或更低的壓力下反應。
蒸汽重組觸媒在適當溫度下操作以產生氫。在一具體實例中，蒸汽重組觸媒在溫度約150℃或更高且約500℃或更低之下操作。在另一具體實例中，蒸汽重組觸媒在溫度約175℃或更高且約400℃或更低之下操作。而在另一具體實例中，蒸汽重組觸媒在溫度約190℃或更高且約300℃或更低之下操作。
蒸汽重組觸媒同時具有良好的甲醇活性與良好的二氧化碳選擇性。甲醇活性或甲醇轉化速率係指甲醇(或醇類)被破壞並與水反應的百分比。使用以下方程式可決定甲醇活性%：
二氧化碳選擇性係指產生想要的二氧化碳，而非產生不想要的一氧化碳。一氧化碳對燃料電池的電極為毒物，所以希望將一氧化碳的產生保持在最低。使用以下方程式可決定二氧化碳選擇性%：
二氧化碳選擇性可包含系統中使一氧化碳轉化的二氧化碳。
在一具體實例中，蒸汽重組觸媒在205℃下，同時具有甲醇活性至少約10%與二氧化碳選擇性至少約90%。在另一具體實例中，蒸汽重組觸媒在215℃下，同時具有甲醇活性至少約15%與二氧化碳選擇性至少約90%。而在另一具體實例中，蒸汽重組觸媒在225℃下，同時具有甲醇活性至少約20%與二氧化碳選擇性至少約90%。而在進一步的具體實例中，蒸汽重組觸媒在240℃下，同時具有甲醇活性至少約30%與二氧化碳選擇性至少約90%。
許多反應器皆可使用在此所述的蒸汽重組觸媒。實例包括燃料電池反應器、蒸汽重整器、化學反應器、轉化反應器等。除了燃料電池之外，可將氫傳送至貯存槽、加油站、加氫裂化器、加氫處理器、或另外的氫純化器中之一者。可使用氫作為合成氣，成為氫化反應等的成份。
醇類重整所用的反應器也可建構成將反應室配置在包含陣列微通道或單一微通道的熱交換器室的旁邊。反應室的寬度視觸媒嵌件的有效熱傳導性而定。觸媒嵌件的有效熱傳導性越高，則嵌件越寬，以使快速去熱。
在另一結構中，反應室可與燃料槽連接，使來自槽中的醇類可直接流進反應室中。雖然，常使用燃料槽，要認知的是可使用例如管線之任何醇類燃料源。液體燃料流可流經過單獨的蒸發器或在蒸汽重整所用的反應器單元中蒸發。在一些具體實例中，醇類係在微通道蒸發器中蒸發及 /或在微通道預熱器中預熱。
以下實例說明本發明。除非在以下實例及說明書的其它地方與申請專利範圍中有另外指出，否則所有份數及百分比皆以重量計，所有溫度皆為攝氏度數，且壓力為大氣壓或接近大氣壓。
實例1
製備含釔的溶液，將76.6g的Y(NO3 )3 ．6H2 O加入50g蒸餾水中，以蒸餾水稀釋至100mL，然後攪拌以產生澄清溶液。製備單獨含鋅的溶液，將118.98g的Zn(NO3 )2 ．6H2 O加入100g蒸餾水中，以蒸餾水稀釋至200mL，然後攪拌以產生澄清溶液。使用含有鈀20.74重量%的單獨硝酸鈀溶液。
將100.0g氧化鋯-穩定化的氧化鈰置入塑膠燒杯中。然後製備一溶液為將22.1mL含釔溶液、122.8mL含鋅溶液、及40.7mL含鈀溶液混合。完全混合後，在攪拌下將所得溶液直接加入氧化鋯-穩定化的氧化鈰粉末中。
然後將所得的混合物於75℃的烘箱中乾燥16小時。乾燥後，將混合物於540℃的高溫爐中加熱3小時。剩餘的粉末置入球磨機中，加入4%黏結劑並稀釋至45%固體含量。再將混合物研磨，直到90%的顆粒直徑小於10μm。再將400cpsi單塊以所得的漿料塗覆，直到達到承載量 為2.0g/in3 。之後，將該單塊於115℃下乾燥2小時，再於550℃下煅燒2小時。在活性測試之前，直徑0.5吋且長1吋的單塊樣品以N2 平衡的7% H2 於500℃下還原1小時。
實例2
製備含釔的溶液，將76.6g的Y(NO3 )3 ．6H2 O加入50g蒸餾水中，以蒸餾水稀釋至100mL，然後攪拌以產生澄清溶液。製備單獨含鋅的溶液，將118.98g的Zn(NO3 )2 ．6H2 O加入100g蒸餾水中，以蒸餾水稀釋至200mL，然後攪拌以產生澄清溶液。使用含有鈀20.74重量%的單獨硝酸鈀溶液。
將100.0g氧化鈰粉末置入塑膠燒杯中。然後製備一溶液為將22.1mL含釔溶液、122.8mL含鋅溶液、及40.7mL含鈀溶液混合。完全混合後，在攪拌下將所得溶液直接加入氧化鈰粉末中。
然後將所得的混合物於75℃的烘箱中乾燥16小時。乾燥後，將混合物於540℃的高溫爐中加熱3小時。剩餘的粉末置入球磨機中，加入4%黏結劑並稀釋至45%固體含量。再將混合物研磨，直到90%的顆粒直徑小於10μm。再將400cpsi單塊以所得的漿料塗覆，直到達到承載量為2.0g/in3 。之後，將該單塊於115℃下乾燥2小時，再於550℃下煅燒2小時。在活性測試之前，直徑0.5吋且長1吋的單塊樣品以N2 平衡的7% H2 於500℃下還原1小 時。
實例3
製備含釔的溶液，將76.6g的Y(NO3 )3 ．6H2 O加入50g蒸餾水中，以蒸餾水稀釋至100mL，然後攪拌以產生澄清溶液。製備單獨含鋅的溶液，將59.49g的Zn(NO3 )2 ．6H2 O加入50g蒸餾水中，以蒸餾水稀釋至100mL，然後攪拌以產生澄清溶液。使用含有鈀20.74重量%的單獨硝酸鈀溶液。
將1.0g氧化鈰粉末置入小樣品瓶中。然後製備一溶液為將221μL含釔溶液、1228μL含鋅溶液、及407μL含鈀溶液混合。完全混合後，在攪拌下將所得溶液直接加入氧化鈰粉末中。
然後將所得的混合物於75℃的烘箱中乾燥16小時。乾燥後，將混合物於540℃的高溫爐中加熱3小時。
實例4
製備含釔的溶液，將76.6g的Y(NO3 )3 ．6H2 O加入50g蒸餾水中，以蒸餾水稀釋至100mL，然後攪拌以產生澄清溶液。使用含有鈀20.74重量%的單獨硝酸鈀溶液。
將0.9g氧化鈰及0.1g氧化鋅粉末置入小樣品瓶中。然後製備一溶液為將442μL含釔溶液及407μL含鈀溶液混合。完全混合後，在攪拌下將所得溶液直接加入氧化 鈰及氧化鋅粉末中。
然後將所得的混合物於75℃的烘箱中乾燥16小時。乾燥後，將混合物於540℃的高溫爐中加熱3小時。
實例5
製備含釔的溶液，將76.6g的Y(NO3 )3 ．6H2 O加入50g蒸餾水中，以蒸餾水稀釋至100mL，然後攪拌以產生澄清溶液。使用含有鈀20.74重量%的單獨硝酸鈀溶液。
將0.8g氧化鈰及0.2g氧化鋅粉末置入小樣品瓶中。然後製備一溶液為將442μL含釔溶液及407μL含鈀溶液混合。完全混合後，在攪拌下將所得溶液直接加入氧化鈰及氧化鋅粉末中。
然後將所得的混合物於75℃的烘箱中乾燥16小時。乾燥後，將混合物於540℃的高溫爐中加熱3小時。
實例6
製備含釔的溶液，將76.6g的Y(NO3 )3 ．6H2 O加入50g蒸餾水中，以蒸餾水稀釋至100mL，然後攪拌以產生澄清溶液。使用含有鈀20.74重量%的單獨硝酸鈀溶液。
製備100.0g由80重量%氧化鈰及20重量%氧化鋅所組成的載體(Aldrich產品#25,160-7)，將80.0g氧化鈰及20.0g氧化鋅置入密閉的瓶罐中，並混合此混合物10 分鐘。將所得的粉末置入塑膠燒杯中。然後製備一溶液為將22.1mL含釔溶液及40.7mL含鈀溶液混合。完全混合後，在攪拌下將所得溶液直接加入氧化鈰/氧化鋅混合的粉末中。
然後將所得的混合物於75℃的烘箱中乾燥16小時。乾燥後，將混合物於540℃的高溫爐中加熱3小時。剩餘的粉末置入球磨機中，加入4%黏結劑並稀釋至45%固體含量。再將混合物研磨，直到90%的顆粒直徑小於10μm。再將400cpsi單塊以所得的漿料塗覆，直到達到承載量為2.0g/in3 。之後，將該單塊於115℃下乾燥2小時，再於550℃下煅燒2小時。在活性測試之前，直徑0.5吋且長1吋的單塊樣品以N2 平衡的7% H2 於500℃下還原1小時。
實例7
製備含釔的溶液，將76.6g的Y(NO3 )3 ．6H2 O加入50g蒸餾水中，以蒸餾水稀釋至100mL，然後攪拌以產生澄清溶液。使用含有鈀20.74重量%的單獨硝酸鈀溶液。
將100.0g氧化鈰粉末置入塑膠燒杯中。然後製備一溶液為將22.1mL含釔溶液及40.7mL含鈀溶液混合。完全混合後，在攪拌下將所得溶液直接加入氧化鈰中。
然後將所得的混合物於75℃的烘箱中乾燥16小時。乾燥後，將混合物於540℃的高溫爐中加熱3小時。剩餘 的粉末置入球磨機中，加入4%黏結劑並稀釋至45%固體含量。再將混合物研磨，直到90%的顆粒直徑小於10μm。再將400cpsi單塊以所得的漿料塗覆，直到達到承載量為2.0g/in3 。之後，將該單塊於115℃下乾燥2小時，再於550℃下煅燒2小時。在活性測試之前，直徑0.5吋且長1吋的單塊樣品以N2 平衡的7% H2 於500℃下還原1小時。
實例8
製備含釔的溶液，將76.6g的Y(NO3 )3 ．6H2 O加入50g蒸餾水中，以蒸餾水稀釋至100mL，然後攪拌以產生澄清溶液。使用含有鈀20.74重量%的單獨硝酸鈀溶液。
將100.0g氧化鋯-穩定化的氧化鈰置入塑膠燒杯中。然後製備一溶液為將22.1mL含釔溶液及40.7mL含鈀溶液混合。完全混合後，在攪拌下將所得溶液直接加入氧化鋯-穩定化的氧化鈰粉末中。
然後將所得的混合物於75℃的烘箱中乾燥16小時。乾燥後，將混合物於540℃的高溫爐中加熱3小時。剩餘的粉末置入球磨機中，加入4%黏結劑並稀釋至45%固體含量。再將混合物研磨，直到90%的顆粒直徑小於10μm。再將400cpsi單塊以所得的漿料塗覆，直到達到承載量為2.0g/in3 。之後，將該單塊乾燥，再於500℃下煅燒2小時。
比較性實例1
除了不包含釔以外，重複實例1的程序。
比較性實例2
除了不包含釔以外，重複實例2的程序。
參考圖1，以圖形說明比較實例1之在本發明範圍內的蒸汽重整所用觸媒(三角形)以及比較性實例1之在本發明範圍外的蒸汽重整所用觸媒(方形)於不同溫度下(x軸)甲醇的轉化速率百分比(y軸)與在不同溫度下(x軸)二氧化碳選擇性百分比(y軸)。百分比係在水對甲醇的比例為1.1、20,000GHSV與100μmol/g/s之下測定。要注意的是實例1之在本發明範圍內的蒸汽重整所用觸媒比起比較性實例1之在本發明範圍外的蒸汽重整所用觸媒，同時具有較高的二氧化碳選擇性百分比以及較高的甲醇轉化速率百分比。
參考圖2及圖3，以圖形說明比較實例2之在本發明範圍內的蒸汽重整所用觸媒(淡色)以及比較性實例2之在本發明範圍外的蒸汽重整所用觸媒(暗色)的二氧化碳選擇性百分比(y軸)與甲醇的轉化速率百分比(y軸)。百分比係在230℃、水對甲醇的比例為1.1、4,400GHSV與200μmol/g/s之下測定。要注意的是實例2之在本發明範圍內的蒸汽重整所用觸媒比起比較性實例2之在本發明範圍外的蒸汽重整所用觸媒，同時具有較高的二氧 化碳選擇性百分比以及較高的甲醇轉化速率百分比。
含有蒸汽重整所用觸媒的能源其特徵為至少具有比鋰離子電池壽命長、比鋰離子電池尺寸小、比鋰離子電池重量輕、比鋰離子電池的能量密度高、以及比鋰離子電池能量高中之一者。
蒸汽重組觸媒可使用於例如燃料電池的能源，供手提式(例如桌上型及筆記型)電腦、行動電話、收音機、音樂播放器、相機、影像及/或聲音捕捉裝置、以及無數的其他手提式電子裝置及/或手提式通訊裝置。包括燃料電池能源的能源可製成供大型設備使用，例如家用器具、割草機、吹雪機、裁邊機、手提式發電機、高爾夫球車、摩托車、且甚至是汽車。
關於某一特徵的任何數據或數字範圍，於一範圍的數據或參數可與該相同特徵之不同範圍的其他數據或參數結合，以產生數值範圍。
已由相關的特定具體實例解釋本發明，要瞭解的是熟悉本技藝者在閱讀本說明書時，其各種變化皆很明顯。所以，要瞭解的是在此揭示的本發明是要涵蓋落在申請專利範圍內的該變化。
圖1為圖示說明比較本發明範圍內蒸汽重組觸媒與本發明範圍以外蒸汽重組觸媒在不同溫度下的二氧化碳選擇性及甲醇轉化速率。
圖2為圖示說明比較本發明範圍內蒸汽重組觸媒與本發明範圍以外蒸汽重組觸媒在230℃下的甲醇轉化速率。
圖3為圖示說明比較本發明範圍內蒸汽重組觸媒與本發明範圍以外蒸汽重組觸媒在230℃下的二氧化碳選擇性。

Claims (21)

  1. 一種供產生氫之醇類蒸汽重組觸媒，其實質上由以下所組成：10重量%至99重量%的氧化鈰、0.1重量%至50重量%之含有鈀的化合物、0.1重量%至50重量%之含有釔的化合物、0.1重量%至99重量%之含有鋅的化合物，及選擇性地選自陶瓷物質、沸石、黏土、經煅燒的黏土、以及氧化鋁-矽酸鹽類中之至少一者。
  2. 一種單塊基板，其係經如申請專利範圍第1項之醇類蒸汽重組觸媒予以塗覆。
  3. 如申請專利範圍第2項之單塊基板，其中該單塊基板包含經火燒的陶瓷。
  4. 一種燃料電池，其包含如申請專利範圍第1項之醇類蒸汽重組觸媒。
  5. 一種供產生氫的醇類蒸汽重組觸媒，其實質上由以下所組成：10重量%至99重量%的氧化鈰、0.1重量%至50重量%的氧化鈀、0.1重量%至50重量%的氧化釔、0.1重量%至90重量%的氧化鋅，及選擇性地選自陶瓷物質、沸石、黏土、經煅燒的黏土、以及氧化鋁-矽酸鹽類中之至少一者。
  6. 如申請專利範圍第5項之醇類蒸汽重組觸媒，其進一步包含鋅，其中至少一部份的鈀與鋅形成合金。
  7. 一種單塊基板，其係經如申請專利範圍第5項之醇類蒸汽重組觸媒予以塗覆。
  8. 如申請專利範圍第7項之單塊基板，其中該單塊基 板包含經火燒的陶瓷。
  9. 一種燃料電池，其包含如申請專利範圍第5項之醇類蒸汽重組觸媒。
  10. 一種製造醇類蒸汽重組觸媒的方法，其包含：將10重量%至99重量%的氧化鈰、0.1重量%至50重量%之提供鈀的化合物、0.1重量%至99重量%之提供鋅的化合物、0.1重量%至50重量%之提供釔的化合物，及選擇性地選自陶瓷物質、沸石、黏土、經煅燒的黏土、以及氧化鋁-矽酸鹽類中之至少一者相接觸，以提供該醇類蒸汽重組觸媒。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中至少為下列中之一者：1)將鈀與釔浸漬在氧化鈰上，2)將提供鈰的化合物、提供鈀的化合物與提供釔的化合物於液體中混合，以形成漿料，以及3)將提供鈰的化合物、提供鈀的化合物與提供釔的化合物與液體混合，以形成濕粉末。
  12. 如申請專利範圍第10項之方法，其進一步包含在未經火燒的生陶瓷基板上塗覆醇類蒸汽重組觸媒，並燃燒該已塗覆的未經火燒的生陶瓷基板。
  13. 如申請專利範圍第10項之方法，其進一步包含將醇類蒸汽重組觸媒塗覆在單塊上。
  14. 如申請專利範圍第10項之方法，其進一步包含在100℃或更高且750℃或更低的溫度下，將醇類蒸汽重組觸 媒加熱10分鐘至50小時的時間。
  15. 如申請專利範圍第10項之方法，其進一步包含將醇類蒸汽重組觸媒暴露於溫度高於25℃的還原環境下。
  16. 如申請專利範圍第10項之方法，其進一步包含將醇類蒸汽重組觸媒製成為球體、片狀、圓柱體、星形、三球形、四球形、顆粒、細粒、蜂巢狀、以及立方體中之至少一者。
  17. 一種燃料電池，其包含如申請專利範圍第10項之方法所製的醇類蒸汽重組觸媒。
  18. 一種製造氫的方法，其包含：在醇類蒸汽重組觸媒的存在下，將低碳醇與水接觸，以製造氫，該蒸汽重組觸媒實質上由以下所組成：10重量%至99重量%的氧化鈰、0.1重量%至50重量%之含有鈀的化合物、0.1重量%至99重量%之含有鋅的化合物、0.1重量%至50重量%之含有釔的化合物、及選擇性地選自陶瓷物質、沸石、黏土、經煅燒的黏土、以及氧化鋁-矽酸鹽類中之至少一者。
  19. 如申請專利範圍第18項之方法，其中該低碳醇包含甲醇。
  20. 如申請專利範圍第18項之方法，其中該低碳醇與水在150℃或更高以及500℃或更低之溫度下接觸。
  21. 如申請專利範圍第18項之方法，其中該低碳醇與水在接觸時為氣態。
TW096115958A 2006-05-05 2007-05-04 醇類蒸汽重組觸媒組成物 TWI441680B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/381,802 US7569511B2 (en) 2006-05-05 2006-05-05 Catalyst composition for alcohol steam reforming

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200812700A TW200812700A (en) 2008-03-16
TWI441680B true TWI441680B (zh) 2014-06-21

Family

ID=38661364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW096115958A TWI441680B (zh) 2006-05-05 2007-05-04 醇類蒸汽重組觸媒組成物

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7569511B2 (zh)
TW (1) TWI441680B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO327431B1 (no) * 2006-09-08 2009-06-29 Yara Int Asa Fremgangsmate og anordning for fangst av platinagruppeelementer
US8119100B2 (en) * 2008-02-13 2012-02-21 Russell Sr Charles William Method and system for hydrogen powered fuel cells
US9174199B2 (en) 2009-05-26 2015-11-03 Basf Corporation Methanol steam reforming catalysts
US8304366B2 (en) * 2010-11-24 2012-11-06 Ford Global Technologies, Llc System for remediating emissions and method of use
CA2887849A1 (en) 2012-11-06 2014-05-15 H R D Corporation Reactor and catalyst for converting natural gas to organic compounds
US10988379B2 (en) * 2014-03-27 2021-04-27 Georgia Tech Research Corporation Reactor for steam reforming and methods of use thereof
CA2925049A1 (en) * 2015-03-30 2016-09-30 Pioneer Energy Natural gas decarbonization process for production of zero-emission benzene and hydrogen from natural gas
US10130933B2 (en) * 2016-12-29 2018-11-20 King Abdulaziz University Zn—CeO2—ZrO2 catalyst for hydrogen production via methanol partial oxidation
CN110331325B (zh) * 2019-07-19 2020-11-17 西安理工大学 一种纳米氧化铝增强铜基复合材料及其制备方法
CN115052847B (zh) * 2020-02-07 2024-05-28 巴斯夫欧洲公司 用作催化剂的星形陶瓷体
CN112234216A (zh) * 2020-09-08 2021-01-15 广东工业大学 一种用于甲醇重整的泡沫陶瓷负载纳米金属催化剂及其制备方法和应用
CN112941362B (zh) * 2021-01-28 2022-04-26 淮阴工学院 一种原位双相氧化物陶瓷减磨铜合金及其制备方法
TWI844780B (zh) * 2021-06-21 2024-06-11 國立成功大學 觸媒及其製備方法及氫氣的製造方法

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2821033B2 (ja) * 1991-01-07 1998-11-05 株式会社日本触媒 ディーゼルエンジン排ガス浄化用触媒
US5851949A (en) * 1996-07-24 1998-12-22 Uop Llc Sulfur tolerant hydrocarbon conversion catalyst
US6783741B2 (en) * 1996-10-30 2004-08-31 Idatech, Llc Fuel processing system
US6179972B1 (en) * 1999-06-02 2001-01-30 Kse, Inc. Two stage process and apparatus for photocatalytic and catalytic conversion of contaminants
JP2000351607A (ja) * 1999-06-09 2000-12-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 水素製造装置
JP2001046872A (ja) * 1999-08-11 2001-02-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd メタノール改質触媒、メタノール改質触媒の製造方法及びメタノール改質方法
DE60021086T2 (de) * 1999-08-17 2006-05-04 Battelle Memorial Institute, Richland Chemischer reaktor und verfahren zur katalytischen gasphasenreaktionen
US6528679B1 (en) * 1999-09-29 2003-03-04 Tosoh Corporation Process for producing phenyl esters using palladium-based catalysts
JP3743995B2 (ja) * 1999-12-15 2006-02-08 日産自動車株式会社 メタノール改質触媒
JP4075292B2 (ja) * 2000-07-24 2008-04-16 トヨタ自動車株式会社 パティキュレート浄化触媒
US6436363B1 (en) * 2000-08-31 2002-08-20 Engelhard Corporation Process for generating hydrogen-rich gas
EP1254711A1 (de) * 2001-05-05 2002-11-06 OMG AG & Co. KG Edelmetallhaltiger Trägerkatalysator und Verfahren zu seiner Herstellung
US7452844B2 (en) * 2001-05-08 2008-11-18 Süd-Chemie Inc High surface area, small crystallite size catalyst for Fischer-Tropsch synthesis
DE10133054A1 (de) * 2001-07-07 2003-01-16 Basf Ag Verfahren zur selektiven Herstellung von Tetrahydrofuran durch Hydrierung von Maleinsäureanhydrid
EP1312412B1 (en) * 2001-11-20 2013-03-13 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Process for producing hydrogen-containing gas
US20030186804A1 (en) * 2002-03-28 2003-10-02 Sud-Chemie, Inc. Catalyst for production of hydrogen
US20030194359A1 (en) * 2002-04-12 2003-10-16 Gervasio Dominic Francis Combustion heater and fuel processor utilizing ceramic technology
US20030194362A1 (en) * 2002-04-12 2003-10-16 Rogers Stephen P. Chemical reactor and fuel processor utilizing ceramic technology
US20030194363A1 (en) * 2002-04-12 2003-10-16 Koripella Chowdary Ramesh Chemical reactor and fuel processor utilizing ceramic technology
US6818589B1 (en) * 2002-06-18 2004-11-16 Uop Llc Isomerization catalyst and processes
US7208136B2 (en) * 2003-05-16 2007-04-24 Battelle Memorial Institute Alcohol steam reforming catalysts and methods of alcohol steam reforming
US7351328B2 (en) * 2003-07-23 2008-04-01 China Petroleum & Chemical Corporation Desulfurization and novel process for same
TW201236754A (en) * 2003-12-19 2012-09-16 Celanese Int Corp Zirconia containing support materials for catalysts
RU2007127670A (ru) * 2005-01-20 2009-02-27 Зюд-Кеми, Инк. (Us) Катализатор гидрогенизации
US20060173224A1 (en) * 2005-02-01 2006-08-03 Catalytic Distillation Technologies Process and catalyst for selective hydrogenation of dienes and acetylenes

Also Published As

Publication number Publication date
TW200812700A (en) 2008-03-16
US20070258882A1 (en) 2007-11-08
US7569511B2 (en) 2009-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI441680B (zh) 醇類蒸汽重組觸媒組成物
KR101052385B1 (ko) 알코올 개질용 금속 지지 구리 촉매의 용도
Liu et al. Recent advances in preferential oxidation of CO reaction over platinum group metal catalysts
EP2251080B1 (en) A porous catalytic body that decomposes hydrocarbons and a manufacturing method thereof, a method for manufacturing mixed reformed gas that comprises hydrogen from hydrocarbon, and a fuel cell system
US9005552B2 (en) Selective CO methanation catalyst, method of producing the same, and apparatus using the same
EP1885492B1 (en) Selective oxidation catalyst containing platinum, copper and iron to remove carbon monoxide from a hydrogen-rich gas
US7833934B2 (en) Hydrocarbon reforming catalyst, method of preparing the same and fuel processor including the same
WO2001093999A2 (en) Electrocatalyst powders, methods for producing powders and devices fabricated from same
US7435274B2 (en) Metal particle-dispersed composite oxides, metal particle-dispersed composite oxide-sintered bodies, method of manufacturing metal particle-dispersed composite oxides, and hydrocarbon-based fuel reformer
CN102574103B (zh) 分解烃的多孔催化体及其制造方法、从烃中制造包含氢的混合重整气体的方法和燃料电池系统
WO2007046462A1 (ja) 水素製造用触媒及びその製造方法、並びに燃料改質器及び燃料電池
JP4296908B2 (ja) 触媒体およびその製造方法
JP2005169236A (ja) 燃料改質触媒
US6432871B1 (en) Process for manufacturing a catalyst body for generating hydrogen and a catalyst body for generating hydrogen
JP4328627B2 (ja) ルテニウムと酸化亜鉛を含有する共酸化触媒
US20020028365A1 (en) Shift catalyst, fuel cell and production method for the catalyst
JP3574469B2 (ja) Ｃｏのｃｏ２への酸化方法及び燃料電池用の水素含有ガスの製造方法
JP2007069105A (ja) 触媒及び触媒の製造方法
EP3868849B1 (en) Use of material as heat-generating material, and heat-generating system and heat supply method in which the heat-generating material is used
JP4250971B2 (ja) 無機材料およびこれを用いたシフト触媒
JP2010029856A (ja) 触媒及び触媒の製造方法
US20060111457A1 (en) Process for the production of a hydrogen-rich reformate gas by methanol autothermal reforming reaction
JP2001300315A (ja) メタノール改質触媒及びその製造方法
JP3735610B2 (ja) 金属／酸化物モノリスの製造方法
JP4759221B2 (ja) Ｃｏ除去触媒体、ｃｏ除去触媒体の製造方法、水素精製装置、および燃料電池システム

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees