随着可持续发展观的提出,人们逐渐意识到能源和环境问题的重要性。由于化石燃料中烃类的燃烧会释放大量的温室气体和废气,因此,高效率和接近零排放的氢能成为了目前最有前景的燃料之一。质子交换膜燃料电池(PEMFC)是最有效,最主要的氢能利用方式之一。富氢气体是燃料电池的燃料,含有的微量CO会导致燃料电池的Pt电极中毒,降低燃料电池的使用寿命,因此需要去除富氢气体中的CO,其中最有效方法是选择性氧化。选择性氧化催化剂中研究比较广泛的是非贵金属催化剂CuO/CeO2,该催化剂表现出良好的CO选择性催化氧化活性。
本文研究了水热-浸渍法、共沉淀-浸渍法、柠檬酸络合-浸渍法三种制备方法制备的CuO/m-CeO2-ZrO2催化剂,分别考察了沉淀剂含量、CuO负载量、双金属负载、双金属负载量对催化剂选择性氧化CO性能的影响,得到了一些有价值的研究成果。
研究发现,共沉淀-浸渍法制备的CuO/m-CeO2-ZrO2催化剂,增加了催化剂的比表面积,提高了CuO的分散度;以NaOH和Na2CO3为沉淀剂,适量的NaOH和Na2CO3在一定程度上改善了CuO的分散度,降低了CuO的还原温度,降低了催化剂的孔径,增大了催化剂的比表面积;适量的CuO负载量提高了CO吸附在Cu1+界面与载体释放的氧离子的反应活性位;适当的金属与CuO负载到CeO2-ZrO2催化剂上,通过两种金属之间的协同作用来改善催化剂的烧结现象,从而降低固溶体的氧化还原温度,提高催化剂的比表面积、储氧能力、低温还原能力和热稳定性,进一步提高催化剂的催化性能。
研究表明,采用共沉淀-浸渍法,沉淀剂n(Na2CO3):n(NaOH)=0.1:1,CuO的负载量为7%,负载Al2O3与CuO双金属,mAl:mCu=0.36的条件下制备的7%CuO-2.52%Al2O3/m-Ce0.9Zr0.1O2催化剂具有良好的催化性能。其 T50为91℃,T100为115℃,S%=100%。
- 作 者:
- 蔡金雪
- 学科专业:
- 工业催化
- 授予学位:
- 硕士
- 学位授予单位:
- 内蒙古工业大学
- 导师姓名:
- 白雪
- 学位年度:
- 2014
- 研究方向:
- 语 种:
- chi
- 基金项目: