用于CO優(yōu)先氧化的CuMnCeO三元氧化物催化劑研究.pdf

1、一氧化碳的優(yōu)先氧化（CO PROX）是消除富氫氣氛中微量CO的有效方法。本文采用一步共沉淀法制備了一系列不同Mn/Ce+Mn比例的CuMnCeO催化劑（CuO含量為10 wt.％），考察了其在富氫氣氛下對(duì)CO PROX反應(yīng)的活性。運(yùn)用BET,XRD,UV-Raman,ICP-AES,TEM/HRTEM,H2-TPR,XPS,Cu的K邊XAFS(包括EXAFS和XANES)等技術(shù)對(duì)催化劑進(jìn)行了詳細(xì)表征。結(jié)果表明，Mn/Ce+Mn=0.05

2、的樣品（CuMnCe-0.05）顯示出最好的反應(yīng)活性，其CO50%轉(zhuǎn)化所需溫度最低（T50=73℃），CO在108-149℃溫區(qū)可完全轉(zhuǎn)化，且117℃以下O2至CO2的選擇性為100%。XRD和UV-Raman表征結(jié)果表明，適量Mn元素的摻雜不僅抑制了CeO2顆粒的長(zhǎng)大，而且有利于Ce-Cu-Mn-O三元固溶體和氧空位的形成。H2-TPR和XPS結(jié)果顯示，催化劑CuMnCe-0.05具有最好的氧化還原性能和最多的表面晶格氧數(shù)量。Cu的K

3、邊XAFS表征結(jié)果表明，新鮮催化劑中體相銅物種主要為CuO。更多的氧空穴和表面晶格氧數(shù)量，以及良好的氧化還原性能是CuMnCe-0.05催化劑具有高活性的主要原因。
　　本文還考察了不同銅含量對(duì)y-CuMnCe催化劑CO PROX活性的影響，并運(yùn)用BET,TEM,XRD,H2-TPR,insituDRIFTS和insituXANES等技術(shù)對(duì)催化劑進(jìn)行了詳細(xì)表征。結(jié)果表明，銅含量為10 wt.%的樣品具有最好的催化活性，該催化劑具有

4、最大的比表面積以及最好的氧化還原性能。InsituXANES結(jié)果顯示即使在200℃和CO PROX氣氛下體相銅物種仍Cu2+存在，但銅物種的價(jià)態(tài)對(duì)不同的反應(yīng)氣氛很敏感；insituDRIFTS研究表明，在反應(yīng)中催化劑表面有Cu+形成，它是CO吸附和活化的中心，高溫下Cu0的出現(xiàn)更有利于H2的活化和氧化，因而對(duì)O2至CO2的選擇性不利。對(duì)催化活性最好的10-CuMnCe催化劑進(jìn)行了穩(wěn)定性測(cè)試，以及抗H2O與抗CO2性能的考察，結(jié)果表明，催