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农业农村部规划设计研究院刘欢工程师等:不同来源生物炭催化重整制氢性能

2026-07-02 23:01:58

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《农业工程学报》2026年第42卷第5期刊载了农业农村部规划设计研究院等单位展鹏程、刘欢、沈秀丽、孟海波、丛宏斌、邢浩瀚、陆美谷、湛杨的论文——“不同来源生物炭催化重整制氢性能”。该研究由国家现代农业产业技术体系小麦体系秸秆综合利用岗位科学家项目 CARS-03-41、农业农村部规划设计研究院农规英才项目 QNYC-2021-03、农业农村部规划设计研究院自主研发项目 SH202405等资助。

引文信息：展鹏程，刘欢，沈秀丽，等. 不同来源生物炭催化重整制氢性能[J]. 农业工程学报，2026，42(5)：320-329.

DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202507126

研究目的与方法：

为探究不同来源生物炭催化剂对生物质热解重整制氢催化性能的差异，该研究以玉米秸秆、竹材、松木及甲壳素为原料制备生物炭。以稻壳为生物质，在两段式固定床反应器进行催化热解试验，系统研究不同生物炭催化剂对产物产量、气体组分与H₂选择性的影响。

结果与结论：

试验结果表明，与空白对照组相比（H₂产率1.41 mmol/g，选择性17.43%），4组生物炭催化剂均能促进焦油裂解，提升富氢合成气产率。不同催化剂间催化性能存在差异，甲壳素生物炭表现出最佳催化性能，H₂产率和选择性分别达到12.59 mmol/g和53.33%，松木炭催化性能次之，H₂产率10.74 mmol/g，选择性46.83%，玉米秸秆与竹炭催化活性较弱（H₂产率和选择性分别为8.41 mmol/g、42.69%与8.38 mmol/g、41.32%）。研究发现生物炭催化剂的催化性能与比表面积、孔隙结构及官能团种类密切相关，甲壳素生物炭优异催化性能源于独特“氮自掺杂”特性形成的吡啶氮与吡咯氮等含氮活性官能团及发达的协同孔隙结构。该研究为高效、低成本生物质热解制氢催化剂的开发和利用提供理论参考。