第39卷第1期化学反应工程与工艺Vol39,No12023年2月ChemicalReactionEngineeringandTechnologyFeb.2023收稿日期：2021-11-22；修订日期：2022-10-25。作者简介：王付权（1994—），男，硕士研究生；罗化峰（1981—），男，副教授，通讯联系人。E-mail:xzyzlhb@163.com。基金项目：山西省应用基础研究资助项目（201801D121038）；山西省高校科技创新项目（201802094和2021L397）。文章编号：1001—7631(2023)01—0062—10DOI:10.11730/j.issn.1001-7631.2023.01.0062.10煤/生物质基分级多孔炭制备工艺的优化与应用王付权，李通达，崔凯，罗化峰山西大同大学煤炭工程学院，山西大同037003摘要：为实现煤层气的高附加值利用，通过在煤中添加生物质和KOH合成一种煤/生物质基分级多孔炭，并将其应用于煤层气直接裂解制氢，从而获得高纯氢气和一定数量的碳材料。鉴于煤/生物质基分级多孔炭在制备过程中影响因素众多的问题，采用Design-Expert软件构建了制备煤/生物基分级多孔炭材料的实验方案，结合合成的多孔炭材料催化煤层气裂解制氢反应的实验数据进行了影响因素分析，建立了影响因素与反应转化率之间的拟合方程并对实验方案进行了优化。结果表明：温度和碱碳比是煤/生物质基分级多孔炭制备过程中的主要影响因素。优化得到的制备条件理论最优解与实验值之间的最大误差为3.3%，说明Design-Expert软件对制备过程的优化是准确且可靠的。与原煤炭材料相比，煤/生物质基分级多孔炭催化裂解煤层气具有较高的活性。前者反应后表面生成大量的碳球，而后者表面则生成大量的碳球和碳纤维。关键词：煤/生物基分级多孔炭煤层气裂解反应制氢中图分类号：TQ529.1文献标识码：煤层气裂解制氢工艺，即催化煤层气中所含主要成分甲烷直接裂解制氢工艺，不仅可以制备出不含碳氢化合物的高纯氢气，也可获得一定数量的纳米碳材料，因而该工艺备受国内外学者的关注[1-2]。该裂解反应所用的催化剂主要有金属和炭材料两大类：金属催化剂具有较高的转化率，但是易受积炭的影响而活性降低；炭材料催化剂虽然转化率较低，但其具有较高的催化稳定性和抗积炭性[3-4]。Zhang等[5-6]以生物质炭作为载体，通过负载一定数量的金属盐制成复合型催化剂，在催化甲烷裂解制氢过程中表现出良好的催化性能，但相对于金属催化剂仍存在着活性低和易磨损等问题。任梦园[7]在镍催化松木屑蒸汽气化过程中添加铈、镁、铜以及蔗糖作为助剂合成了炭基催化剂，将该催化剂用于催化甲烷裂解制H2过程，不仅...
