用于H-,2-中CO優(yōu)先氧化的CuO-CeO-,2--FeCrAl整體式催化劑研究.pdf

1、供給燃料電池的氫氣要求CO含量在10ppm以下，一氧化碳優(yōu)先氧化(CO-PROX)是凈化氫氣中一氧化碳的重要途徑，實(shí)用中的CO-PROX催化劑需要制備為規(guī)整形狀的整體式結(jié)構(gòu)。金屬整體式載體上負(fù)載氧化物催化劑需要解決的核心問題是使金屬和氧化物以高強(qiáng)度粘結(jié)：負(fù)載以后將可能帶來的重要問題則是載體與氧化物之間的相互作用可能影響催化劑的結(jié)構(gòu)，因此影響催化性能。本文就是針對(duì)這兩個(gè)問題展開研究，針對(duì)第一個(gè)問題探索新的負(fù)載方法；在改進(jìn)粘附性能研究取得好

2、的或較好的效果的基礎(chǔ)上，研究載體效應(yīng)-即載體與氧化物催化劑的相互作用、此相互作用導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)變化及其對(duì)催化性能的影響。 CuO-CeO2催化劑對(duì)CO-PROX具有優(yōu)良的催化性能。催化劑中銅以一價(jià)和二價(jià)兩種價(jià)態(tài)存在，其中的一價(jià)銅包含進(jìn)入氧化鈰晶格通過氧與鈰相連的銅和納米氧化銅與氧化鈰相接觸的界面處的銅。該一價(jià)銅可能是關(guān)鍵活性組分。 使用溶膠.高溫?zé)峤夥梢灾苽涑龈呋钚院透哒掣椒€(wěn)定性的金屬整體催化劑。熱解過程中產(chǎn)生的高表面能晶

3、核導(dǎo)致活性組分與金屬載體之間容易形成相互作用，因而具有高的粘附穩(wěn)定性。 以微乳液法負(fù)載的銅鈰金屬整體催化劑，特殊的制備原理致使催化劑每次的涂覆量少，反復(fù)的涂覆焙燒過程加強(qiáng)了金屬載體和活性組分的相互作用，這就確保整體催化劑表現(xiàn)了較好的粘附穩(wěn)定性。另外，這種特殊的制備方法促進(jìn)了銅鈰之間的協(xié)同作用，也產(chǎn)生了更多的氧空位，因此提高了催化性能。 原位溶液燃燒法負(fù)載的銅鈰金屬整體催化劑中，摻雜元素的加入不僅改變了活性組分之間、活性組

4、分和金屬載體之間的相互作用，而且改變了氧化銅、氧化鈰和表面吸附氧的還原行為，從而對(duì)催化性能以及整體催化劑的粘附穩(wěn)定性都產(chǎn)生了影響。其中摻雜Zr或Nd顯著提高了CO被完全凈化的溫度窗口。 金屬載體的存在改變了氧化物的分布和相互作用。氧化鈰在金屬載體上的均勻分散使它的顆粒變小，同時(shí)氧化鈰和金屬載體表面氧化鋁之間的相互作用削弱了氧化銅和氧化鈰之間的相互作用，致使少量的氧化銅在載體表面發(fā)生了聚集。 和顆粒催化劑相比，整體催化劑在