富氢气氛下CeO2-NiO纳米棒催化剂的CO选择性氧化性能研究
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第 47 卷 第 9 期 2019 年 9 月
燃摇 料摇 化摇 学摇 学摇 报 Journal of Fuel Chemistry and Technology
Vol. 47 No. 9 Sep. 2019
富氢气氛下 CeO2 鄄NiO 纳米棒催化剂的 CO 选择性氧化性能研究
李树娜1,2,*, 朱摇 刚1 , 石摇 奇1 , 杜摇 威1 , 朱华青2,*, 王瑞义2 , 李志凯2 , 张亚刚3,*
(1. Xi忆an Key Laboratory on Intelligent Additive Manufacturing Technologies, the Key Laboratory for Surface Engineering and Remanufacturing in Shaanxi Province, School of Chemical
(1. 西安文理学院化学工程学院 陕西省表面工程与再制造重点实验室, 西安市智能增材制造重点实验室, 陕西 西安摇 710065; 2. 中国科学院山西煤炭化学研究所 煤转化国家重点实验室, 山西 太原摇 030001; 3. 西安科技大学 化学与化工学院, 陕西 西安摇 710054)
摘摇 要: 采用水热法制备了一系列不同 Ce / Ni 物质的量比的纳米棒 CeO2( x) 鄄NiO 催化剂。 运用低温 N2 吸附鄄脱附、XRD、 TEM、拉曼光谱、H2 鄄TPR 及 XPS 等技术对催化剂的形貌、结构进行了表征。 考察了 Ce / Ni 物质的量比对 CeO2( x) 鄄NiO 催化 剂形貌及富氢气氛下 CO 选择性氧化( CO PROX) 反应性能的影响。 TEM 测试结果表明,调变 Ce / Ni 物质的量比可制得不同 粒径的 CeO2( x) 鄄NiO 纳米棒催化剂。 H2 鄄TPR 测试结果表明,将 NiO 掺入 CeO2 可提升 CeO2( x) 鄄NiO 催化剂的氧化还原能 力。 拉曼光谱及 XPS 测试结果表明,镍含量较低时,CeO2( x) 鄄NiO 催化剂表面活性氧物种及氧空位含量均较多,利于提升其 催化性能。 CO PROX 催化性能测试结果显示,镍含量较低的 CeO2(0. 89) 鄄NiO 纳米棒催化剂的活性和选择性最好,在 170 -220 益 的反应条件下,CO 转化率为 100% ,CO2 选择性为 52% 。 关键词: CeO2 ; NiO; 纳米棒; CO 选择性氧化; 富氢气氛 中图分类号: O643摇 摇 摇 文献标识码: A
Performance of CO preferential oxidation of CeO2 鄄NiO nanorod catalyst in H2 鄄rich stream
LI Shu鄄na1,2,* , ZHU Gang1 , SHI Qi1 , DU Wei1 , ZHU Hua鄄qing2,* , WANG Rui鄄yi2 , LI Zhi鄄kai2 , ZHANG Ya鄄gang3,*
Engineering, Xi忆an University, Xi忆an摇 710065, China; 2. State Key Laboratory of Coal Conversion, Institute of Coal Chemistry,
Chinese Academy of Sciences, Taiyuan摇 030001, China; 3. College of Chemistry and Chemical Engineering, Xi忆an University of Science and Technology, Xi忆an摇 710054, China)
Abstract: A series of nanorod CeO2( x) 鄄NiO composite oxides catalysts with different Ce / Ni molar ratios have been synthesized by hydrothermal method. Their morphology and structure were characterize Raman spectra, H2 鄄TPR and XPS. The effects of Ce / Ni molar ratio on the morphology and catalytic activity of CeO2( x) 鄄NiO composite oxides catalysts for CO preferential oxidation ( CO PROX) in hydrogen鄄rich stream were studied. TEM results indicate that nanorod CeO2 ( x ) 鄄NiO composite oxides catalysts with different sizes can be obtained by adjusting Ce / Ni molar ratio. H2 鄄TPR results show that introduction of NiO into CeO2 enhance the redox ability of CeO2 ( x) 鄄NiO composite oxides catalysts. Raman spectra and XPS results indicate that CeO2( x) 鄄NiO composite oxides catalysts with low nickel content have much more active oxygen species and oxygen vacancies, which are beneficial to improve its catalytic performance.
燃摇 料摇 化摇 学摇 学摇 报 Journal of Fuel Chemistry and Technology
Vol. 47 No. 9 Sep. 2019
富氢气氛下 CeO2 鄄NiO 纳米棒催化剂的 CO 选择性氧化性能研究
李树娜1,2,*, 朱摇 刚1 , 石摇 奇1 , 杜摇 威1 , 朱华青2,*, 王瑞义2 , 李志凯2 , 张亚刚3,*
(1. Xi忆an Key Laboratory on Intelligent Additive Manufacturing Technologies, the Key Laboratory for Surface Engineering and Remanufacturing in Shaanxi Province, School of Chemical
(1. 西安文理学院化学工程学院 陕西省表面工程与再制造重点实验室, 西安市智能增材制造重点实验室, 陕西 西安摇 710065; 2. 中国科学院山西煤炭化学研究所 煤转化国家重点实验室, 山西 太原摇 030001; 3. 西安科技大学 化学与化工学院, 陕西 西安摇 710054)
摘摇 要: 采用水热法制备了一系列不同 Ce / Ni 物质的量比的纳米棒 CeO2( x) 鄄NiO 催化剂。 运用低温 N2 吸附鄄脱附、XRD、 TEM、拉曼光谱、H2 鄄TPR 及 XPS 等技术对催化剂的形貌、结构进行了表征。 考察了 Ce / Ni 物质的量比对 CeO2( x) 鄄NiO 催化 剂形貌及富氢气氛下 CO 选择性氧化( CO PROX) 反应性能的影响。 TEM 测试结果表明,调变 Ce / Ni 物质的量比可制得不同 粒径的 CeO2( x) 鄄NiO 纳米棒催化剂。 H2 鄄TPR 测试结果表明,将 NiO 掺入 CeO2 可提升 CeO2( x) 鄄NiO 催化剂的氧化还原能 力。 拉曼光谱及 XPS 测试结果表明,镍含量较低时,CeO2( x) 鄄NiO 催化剂表面活性氧物种及氧空位含量均较多,利于提升其 催化性能。 CO PROX 催化性能测试结果显示,镍含量较低的 CeO2(0. 89) 鄄NiO 纳米棒催化剂的活性和选择性最好,在 170 -220 益 的反应条件下,CO 转化率为 100% ,CO2 选择性为 52% 。 关键词: CeO2 ; NiO; 纳米棒; CO 选择性氧化; 富氢气氛 中图分类号: O643摇 摇 摇 文献标识码: A
Performance of CO preferential oxidation of CeO2 鄄NiO nanorod catalyst in H2 鄄rich stream
LI Shu鄄na1,2,* , ZHU Gang1 , SHI Qi1 , DU Wei1 , ZHU Hua鄄qing2,* , WANG Rui鄄yi2 , LI Zhi鄄kai2 , ZHANG Ya鄄gang3,*
Engineering, Xi忆an University, Xi忆an摇 710065, China; 2. State Key Laboratory of Coal Conversion, Institute of Coal Chemistry,
Chinese Academy of Sciences, Taiyuan摇 030001, China; 3. College of Chemistry and Chemical Engineering, Xi忆an University of Science and Technology, Xi忆an摇 710054, China)
Abstract: A series of nanorod CeO2( x) 鄄NiO composite oxides catalysts with different Ce / Ni molar ratios have been synthesized by hydrothermal method. Their morphology and structure were characterize Raman spectra, H2 鄄TPR and XPS. The effects of Ce / Ni molar ratio on the morphology and catalytic activity of CeO2( x) 鄄NiO composite oxides catalysts for CO preferential oxidation ( CO PROX) in hydrogen鄄rich stream were studied. TEM results indicate that nanorod CeO2 ( x ) 鄄NiO composite oxides catalysts with different sizes can be obtained by adjusting Ce / Ni molar ratio. H2 鄄TPR results show that introduction of NiO into CeO2 enhance the redox ability of CeO2 ( x) 鄄NiO composite oxides catalysts. Raman spectra and XPS results indicate that CeO2( x) 鄄NiO composite oxides catalysts with low nickel content have much more active oxygen species and oxygen vacancies, which are beneficial to improve its catalytic performance.