CO優(yōu)先氧化反應(yīng)中金屬氧化物對逆負(fù)載型催化劑CeO2-CuO促進(jìn)作用的研究.pdf

1、氫能是最有發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗剂想姵厥菤淠芾弥械闹匾夹g(shù)之一，它可以有效的將氫能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，從而帶動了氫能利用技術(shù)的發(fā)展，其中最有發(fā)展?jié)摿Φ氖琴|(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)。在重整原料氣中的CO會毒化PEMFC的電極，因此必須將氫氣中的CO的含量降低到100 ppm以下，其中一氧化碳優(yōu)先氧化(CO-PROX)是除去CO最簡單有效的方法。CuO-CeO2催化劑是優(yōu)先氧化催化劑中的一種，它以低廉的價格、良好的催化性能逐漸成為該領(lǐng)域

2、的研究熱點(diǎn)。在CuO-CeO2催化劑中添加一定助劑也已經(jīng)成為改善該類催化劑催化性能的重要手段。
　　本論文系統(tǒng)研究了逆負(fù)載摻雜型MOx-CeO2/CuO催化劑在CO優(yōu)先氧化反應(yīng)中的催化特性，探討了不同金屬氧化物對逆負(fù)載型CeO2/CuO催化劑催化性能的影響。通過XRD、H2-TPR、SEM、TEM/HRTEM、XPS、N2吸附-脫附、ICP和活性測試等技術(shù)對銅鈰催化劑的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與催化性能進(jìn)行了表征。具體研究內(nèi)容如下:
　　采

3、用水熱-共沉淀法合成了不同摩爾比的摻雜型Ce1Cu2SnxTix催化劑。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Sn-Ti復(fù)合氧化物的加入不同程度的提高了CeO2/CuO催化劑的低溫端的轉(zhuǎn)化率，但因摻雜了Sn-Ti復(fù)合氧化物導(dǎo)致催化劑整體的結(jié)晶度增高、粒子直徑變大，導(dǎo)致Ce1Cu2SnxTix催化劑的比表面積要小于CeO2/CuO催化劑的比表面積?？傮w來看，在該組催化劑中Ce1Cu2Sn0.25Ti0.25催化劑顯示出了更好的催化活性。
　　采用水熱-共沉淀法

4、制備出摻雜型MOx-CeO2/CuO(M=Mn、Co、Sn、Zn)催化劑，試圖通過添加助劑來改善CeO2/CuO催化劑低溫端活性以及拓寬完全轉(zhuǎn)化CO的溫度窗口。研究表明，絲棒狀結(jié)構(gòu)為自主裝的CeO2，顆粒狀結(jié)構(gòu)為CeO2和CuO。MnO2的加入明顯增強(qiáng)了CeO2和CuO相互間的作用并改變了催化劑的結(jié)構(gòu)特性從而改善了催化性能。經(jīng)活性測試發(fā)現(xiàn)，MnO2-CeO2/CuO催化劑在75℃-115℃的溫度區(qū)間內(nèi)顯示了最優(yōu)良的活性，說明Mn的加入有

5、效的改善了催化劑的低溫活性。
　　采用一步沉淀法制備了摻雜型MOx/CeO2-CuO(M=Fe、Co、Ni)催化劑，意在探討鐵磁性元素的加入對逆負(fù)載型CeO2/CuO催化劑催化性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，MOx可以均勻分散在催化劑上且Fe、Co和Ni的加入可以減小CeO2和CuO的粒徑，同時可以增大CeO2-CuO催化劑的比表面積，促進(jìn)Ce3+在催化劑表面上的形成。NiO/CeO2-CuO催化劑有最大的比表面積以及更多的活性物種（如晶格