大孔結(jié)構(gòu)催化劑的制備及其用于H-,2-中CO優(yōu)先氧化的研究.pdf

1、CO優(yōu)先氧化(CO-PROX)是將用于燃料電池的富氫氣體中少量CO脫除至規(guī)定要求范圍內(nèi)的重要手段，CO擴散限制是影響CO不能被降至規(guī)定ppm級的關(guān)鍵原因。同時作為燃料電池氫源系統(tǒng)的重要組成部分，小型化反應(yīng)器的開發(fā)是核心技術(shù)。針對這兩個問題，采用有機模板法制備三維有序大孔(3DOM)催化劑和大孔整體式催化劑，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)催化劑的孔道結(jié)構(gòu)使CO易于擴散和傳遞，同時采用有機泡沫模板法制備的大孔整體式催化劑具有整體式結(jié)構(gòu)和更高的比表面積/體積比

2、，縮小反應(yīng)器體積，實現(xiàn)小型化。主要結(jié)果如下：
　　 以聚苯乙烯(PS)膠晶為模板，采用檸檬酸法制得3DOM CuO-CeO2催化劑，并將其與破碎大孔結(jié)構(gòu)的催化劑及常規(guī)顆粒催化劑在不同空速下進行CO-PROX反應(yīng)性能測試，發(fā)現(xiàn)3DOM CuO-CeO2催化劑在160,000 mL·gcat-1·h-1的高空速下仍能在150～175℃范圍內(nèi)完全轉(zhuǎn)化CO，而破碎大孔結(jié)構(gòu)的催化劑和常規(guī)顆粒催化劑在80,000 mL·gcat-1·h-1

3、的空速下己不能完全轉(zhuǎn)化CO。這是由于規(guī)整排列的連通大孔有利于消除CO擴散限制，提高CO轉(zhuǎn)化率。
　　 首次采用向大孔整體式PS泡沫模板中填充水溶膠的方法制備大孔整體式SiO2和Al2O3，該方法制得的大孔整體式除具有有機模板法形狀大小和孔道尺寸可調(diào)的優(yōu)點外，還具有溶膠廉價易得、孔隙率高、體積收縮小、孔道相互連通等優(yōu)點，適用于催化劑載體。前驅(qū)物種類、水溶膠濃度、填充次數(shù)、添加介孔模板劑、焙燒溫度等制備條件均對大孔整體式氧化物的結(jié)構(gòu)

4、有影響，其中以焙燒溫度對大孔整體式Al2O3的孔結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)和機械強度的影響最為顯著。
　　 在上述大孔整體式Al2O3上分別負(fù)載CuO-CeO2和Pt催化劑，考察負(fù)載方法和載體制備條件對大孔整體式催化劑結(jié)構(gòu)和性能的影響。在CuO-CeO2/a-Al2O3催化劑上，活性組分CuO-CeO2的負(fù)載量對其催化活性有較大影響，負(fù)載量較高的催化劑對應(yīng)的催化活性也較高。在Pt-Ni/a-Al2O3催化劑上，以Pt(NH3)2(NO2)2