以Cu-Zn-Ce碱式碳酸盐为前驱体制备高温水煤气变换反应催化剂的研究
《2024年光热双重响应Cu基纳米催化剂的设计、制备及其CO2加氢合成燃料的性能研究》范文
《光热双重响应Cu基纳米催化剂的设计、制备及其CO2加氢合成燃料的性能研究》篇一一、引言随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，如何有效利用和转化二氧化碳（CO2）已成为当前科研领域的重要课题。
光热双重响应的Cu基纳米催化剂在CO2加氢合成燃料过程中表现出巨大的应用潜力。
本文将重点介绍该类催化剂的设计思路、制备方法及其在CO2加氢合成燃料过程中的性能研究。
二、催化剂设计思路1. 设计理念本研究的催化剂设计理念是基于光热双重响应的Cu基纳米材料。
通过设计合理的催化剂结构，使其在光照和热能的作用下，能够有效地激活CO2分子，并促进其与氢气发生反应，生成燃料。
2. 结构设计催化剂的结构设计包括活性组分、助剂和载体等部分。
活性组分采用Cu基纳米材料，具有较高的催化活性；助剂用于提高催化剂的光热响应性能；载体则用于提高催化剂的稳定性和分散性。
三、制备方法1. 制备原料制备过程中需要的主要原料包括Cu盐、助剂前驱体、载体等。
所有原料需经过严格筛选，确保其纯度和质量。
2. 制备方法采用溶胶凝胶法、共沉淀法或化学气相沉积法等制备方法，将原料混合、反应、干燥、煅烧等步骤，得到所需的Cu基纳米催化剂。
四、性能研究1. 光热响应性能通过光谱分析、光热转换效率测试等方法，研究催化剂的光热响应性能。
结果表明，该催化剂在光照和热能的作用下，能够快速响应并产生较高的光热转换效率。
2. CO2加氢合成燃料性能在一定的反应条件下，将该催化剂用于CO2加氢合成燃料反应。
通过产物分析、转化率、选择性等指标，评价催化剂的催化性能。
结果表明，该催化剂具有较高的催化活性和选择性，能够有效地将CO2转化为燃料。
五、结论本文设计了一种光热双重响应的Cu基纳米催化剂，并采用溶胶凝胶法等制备方法成功制备了该催化剂。
通过光谱分析、光热转换效率测试以及CO2加氢合成燃料性能评价等方法，证明了该催化剂具有优异的光热响应性能和较高的催化活性。
该催化剂在CO2加氢合成燃料过程中表现出巨大的应用潜力，为解决全球能源和环境问题提供了新的思路和方法。
《2024年光热双重响应Cu基纳米催化剂的设计、制备及其CO2加氢合成燃料的性能研究》范文
《光热双重响应Cu基纳米催化剂的设计、制备及其CO2加氢合成燃料的性能研究》篇一一、引言随着全球气候变化和环境问题的日益严峻，如何高效、绿色地转化利用CO2已经成为当前科学研究的重要方向。
CO2的催化加氢合成燃料作为一种有潜力的解决方案，已受到广泛关注。
在此过程中，设计并制备高效的纳米催化剂至关重要。
本文着重介绍了一种光热双重响应的Cu基纳米催化剂的设计、制备及其在CO2加氢合成燃料中的性能研究。
二、设计理念与催化剂构成1. 设计理念我们的设计理念是基于对催化剂的双重响应能力的提升，即光热双重响应。
这种响应能力不仅包括对光能的吸收和转化，还涉及到对热能的利用和调控。
我们期望通过这种方式，催化剂在CO2加氢过程中能更有效地发挥其催化作用。
2. 催化剂构成本研究所涉及的催化剂主要由Cu基纳米材料构成，通过引入特定的助剂和结构调控，使其具有光热双重响应特性。
其中，Cu基纳米材料因其良好的催化活性和可调的电子结构，被广泛应用于各类催化反应中。
三、制备方法与工艺1. 材料选择与预处理首先选择合适的Cu基前驱体材料，并进行预处理，以提高其表面活性和稳定性。
2. 纳米结构设计通过控制合成条件，设计并制备出具有特定形貌和尺寸的Cu 基纳米结构，如纳米线、纳米片等。
3. 光热响应性能调控通过引入光敏性物质和热敏性物质，对催化剂的光热响应性能进行调控。
这一步骤的关键在于找到合适的物质和比例，以达到最佳的响应效果。
四、CO2加氢合成燃料性能研究1. 实验方法通过实验测定催化剂在CO2加氢过程中的活性、选择性和稳定性等性能指标。
同时，利用各种表征手段对催化剂的物理化学性质进行深入研究。
2. 结果与讨论实验结果表明，所制备的Cu基纳米催化剂在CO2加氢过程中表现出优异的光热双重响应性能。
在光照和加热条件下，催化剂的活性明显提高，CO2的转化率和燃料的选择性均有显著提升。
此外，催化剂的稳定性也得到了显著改善，具有较好的工业应用前景。
Cu 基水煤气变换反应催化剂的制备方法[发明专利]
![Cu 基水煤气变换反应催化剂的制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/c6080eb7312b3169a551a4c3.png)
专利名称：Cu 基水煤气变换反应催化剂的制备方法
专利类型：发明专利
发明人：苑慧敏,林性贻,褚洪岭,陈崇启,李方伟,詹瑛瑛,张永军,马丽娜,刘玉香,李文鹏,徐艳,王凤荣,裴皓天,徐显
明,汲永钢,刘剑,代跃利,杜海,林如海,张志翔,张忠涛,
李玉龙
申请号：CN201711089071.3
申请日：20171108
公开号：CN109745988A
公开日：
20190514
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种用于水煤气变换反应的Cu基催化剂及其制备方法。
该方法首先采用共沉淀法，将铜盐和铝盐溶液与碱溶液进行混合，经陈化、冷却、离心、洗涤、干燥和焙烧得到含
CuO‑CuAlO/AlO的复合氧化物；然后将复合氧化物分散在一定浓度的Zn盐溶液中，进行等体积浸渍，再经离心、洗涤、干燥、焙烧制得含CuO‑CuAlO/AlO‑ZnO的催化剂。
所制备的催化剂，结构和性能稳定，对水煤气变换反应具有较高的活性，适用于制氢工艺中以天然气、轻油等作为低含硫原料的水煤气变换反应。
申请人：中国石油天然气股份有限公司
地址：100007 北京市东城区东直门北大街9号中国石油大厦
国籍：CN
代理机构：北京律诚同业知识产权代理有限公司
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水煤气变换催化剂研究新进展【文献综述】
水煤气变换催化剂研究新进展【文献综述】毕业论文文献综述化学工程与工艺水煤气变换催化剂研究新进展一、前言部分水煤气是通过炽热的焦炭而生成的气体，主要成份是一氧化碳，氢气，燃烧后排放水和二氧化碳，有微量CO、HC和NO X。
燃烧速度是汽油的7.5倍，抗爆性好，据国外研究和专利的报导压缩比可达12.5。
热效率提高20－40％、功率提高15％、燃耗降低30％，尾气净化近欧IV标准，还可用微量的铂催化剂净化。
比醇、醚简化制造和减少设备，成本和投资更低。
压缩或液化与氢气相近，但不用脱除CO，建站投资较低。
还可用减少的成本和投资部分补偿压缩(制醇醚也要压缩)或液化的投资和成本。
有毒，工业上用作燃料，又是化工原料。
二、主题部分（阐明有关主题的历史背景、现状和发展方向，以及对这些问题的评述）1负载金超微粒子WGS催化剂金由于化学惰性和难于高度分散，一般不用作催化剂。
传统上金催化剂的制备大多采用浸渍法，无法制得具有高活性的金超微粒子。
因此，并未显示出较其它金属催化剂更好的催化性能。
80年代以来，人们通过改变制备方法获得高度分散态金催化剂，显示出其超常的催化性能。
它对许多反应都具有极高的催化活性，如CO，H2氧化、烃类完全氧化、N0直接分解或用CO还原、CO加氢反应等；而且催化反应温度较低，如在200K 就能催化氧化CO。
亦适宜作金属和载体相互作用及其催化反应机理的研究模型。
因此，近年来有关金催化剂的研究和开发日趋活跃。
本节简述负载型金催化剂在水煤气变换反应方面的研究进展。
1.1载体种类的影响采用不同载体制备负载型金催化剂，其催化活性、选择性及稳定性都表现出很大的差异。
文献【14～24】中采用的载体有α -Fe2O3,Al2O3,TiO2,ZnO,ZrO2,CeO2,Ni(OH)2,Co3O4和沸石分子筛等。
研究发现，以Fe2O3，CeO2，ZrO2或TiO2为载体制备的负载型金催化剂具有较好的催化性能。
Andreeva等比较了Au/Fe2O3，Au/Al2O3，CuO/ZnO/Al2O3催化剂的水煤气变换反应活性。
《以金属—有机框架物为前驱体的Cu基和Ni基纳米催化材料的制备及催化性能研究》范文
《以金属—有机框架物为前驱体的Cu基和Ni基纳米催化材料的制备及催化性能研究》篇一以金属-有机框架物为前驱体的Cu基和Ni基纳米催化材料的制备及催化性能研究一、引言随着纳米科技的飞速发展，金属-有机框架物（MOFs）因其独特的结构特性和可调的化学性质，在催化、储能、气体分离等领域展现出巨大的应用潜力。
其中，Cu基和Ni基纳米催化材料作为MOFs衍生材料，在诸多反应中展示出优异的催化性能。
本文将详细探讨以MOFs为前驱体制备Cu基和Ni基纳米催化材料的制备方法及其催化性能。
二、MOFs前驱体的制备及性质MOFs是由金属离子或金属簇与有机配体通过配位键自组装形成的具有周期性网络结构的晶体材料。
其制备方法主要包括溶剂热法、微波辅助法等。
MOFs具有高比表面积、可调的孔径和结构等优点，为制备高性能的纳米催化材料提供了良好的基础。
三、Cu基纳米催化材料的制备及催化性能研究1. 制备方法：以MOFs为前驱体，通过高温煅烧、还原等方法，可制备出Cu基纳米催化材料。
煅烧过程中，MOFs中的有机配体分解，金属离子得以还原并形成金属氧化物或金属单质。
2. 催化性能研究：Cu基纳米催化材料在多种反应中表现出优异的催化性能，如CO还原、烯烃氧化等。
其高比表面积和丰富的活性位点使得反应物能够更好地吸附在催化剂表面，从而提高反应速率和选择性。
四、Ni基纳米催化材料的制备及催化性能研究1. 制备方法：类似地，以MOFs为前驱体，通过控制煅烧温度和时间等参数，可制备出Ni基纳米催化材料。
Ni基催化剂在加氢、脱氢等反应中具有优异的性能。
2. 催化性能研究：Ni基纳米催化材料在多种加氢反应中表现出良好的催化活性。
其优异的性能归因于其高比表面积、良好的电子结构和稳定的晶体结构。
五、结论本文以金属-有机框架物为前驱体，成功制备了Cu基和Ni基纳米催化材料。
通过调控制备过程中的参数，实现了对催化剂结构和性能的有效调控。
实验结果表明，这两种催化剂在多种反应中均表现出优异的催化性能。
《锌孔雀石前驱体构筑的Cu-ZnO基催化剂用于CO2加氢制甲醇性能研究》范文
《锌孔雀石前驱体构筑的Cu-ZnO基催化剂用于CO2加氢制甲醇性能研究》篇一锌孔雀石前驱体构筑的Cu-ZnO基催化剂用于CO2加氢制甲醇性能研究锌孔雀石前驱体构筑的Cu/ZnO基催化剂在CO2加氢制甲醇性能研究一、引言随着全球气候变化和环境问题日益严重，如何高效地利用二氧化碳（CO2）资源成为当前科研领域的热点。
将CO2加氢制取甲醇（CH3OH）是一种有效的利用方式，其过程涉及到催化剂的选择和反应机理的探究。
本文以锌孔雀石前驱体构筑的Cu/ZnO 基催化剂为研究对象，对其在CO2加氢制甲醇过程中的性能进行研究。
二、Cu/ZnO基催化剂的制备与表征1. 催化剂制备本研究采用锌孔雀石作为前驱体，通过化学共沉淀法制备Cu/ZnO基催化剂。
具体步骤包括：将铜盐和锌盐溶液混合，加入沉淀剂，调节pH值，得到沉淀物，再经过洗涤、干燥、煅烧等步骤，最终得到Cu/ZnO基催化剂。
2. 催化剂表征通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对催化剂进行表征。
结果表明，锌孔雀石前驱体制备的Cu/ZnO基催化剂具有较高的比表面积和良好的结晶度，且铜和锌的氧化物在催化剂中分布均匀。
三、CO2加氢制甲醇性能研究1. 反应机理CO2加氢制甲醇的过程涉及到CO2的活化、加氢以及甲醇的生成等步骤。
Cu/ZnO基催化剂的表面活性组分和结构对反应过程具有重要影响。
锌孔雀石前驱体制备的催化剂具有较好的CO2吸附能力和氢气活化能力，有利于提高甲醇的产率和选择性。
2. 性能评价在固定床反应器中，对Cu/ZnO基催化剂进行CO2加氢制甲醇的性能评价。
实验结果表明，该催化剂在较低的温度和压力下即可实现较高的甲醇产率和选择性。
同时，该催化剂具有良好的稳定性和抗积碳性能，具有较高的工业应用潜力。
四、结果与讨论1. 结果分析实验结果表明，锌孔雀石前驱体制备的Cu/ZnO基催化剂在CO2加氢制甲醇过程中表现出良好的性能。
《以金属—有机框架物为前驱体的Cu基和Ni基纳米催化材料的制备及催化性能研究》范文
《以金属—有机框架物为前驱体的Cu基和Ni基纳米催化材料的制备及催化性能研究》篇一以金属-有机框架物为前驱体的Cu基和Ni基纳米催化材料的制备及催化性能研究一、引言随着纳米科技的不断发展和深入，纳米催化材料在各种工业和环保领域中发挥了至关重要的作用。
特别是利用金属-有机框架物（MOFs）作为前驱体制备的Cu基和Ni基纳米催化材料，因其具有较高的比表面积、丰富的孔隙结构和可调的化学性质，在催化领域展现出了巨大的应用潜力。
本文旨在研究以金属-有机框架物为前驱体制备的Cu基和Ni基纳米催化材料的制备工艺、表征及催化性能。
二、材料制备1. 金属-有机框架物前驱体的合成本研究所用的金属-有机框架物前驱体主要通过溶液法进行合成。
在溶剂中混合金属离子与有机配体，经过一定时间的搅拌与反应，最终形成MOFs。
该过程中，金属离子与有机配体通过配位键相互连接，形成具有特定结构的框架物。
2. Cu基和Ni基纳米催化材料的制备将合成好的MOFs进行热解，得到Cu基和Ni基纳米催化材料。
热解过程中，金属离子被还原为金属单质或金属氧化物，同时有机配体被碳化，形成具有丰富孔隙的碳载体。
通过调整热解温度和时间，可以控制纳米颗粒的尺寸和分布。
三、材料表征利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和能量色散X射线光谱（EDX）等手段，对所制备的Cu基和Ni基纳米催化材料进行表征。
通过XRD分析材料的晶体结构；通过SEM和TEM观察材料的形貌和尺寸；通过EDX分析材料的元素组成和分布。
四、催化性能研究1. 催化反应的选择本研究选择了几个典型的催化反应来评估所制备的Cu基和Ni基纳米催化材料的性能，如CO氧化、硝基苯加氢等。
这些反应具有不同的反应机理和催化需求，能够全面评估催化材料的性能。
2. 催化性能评价在相同的反应条件下，分别使用所制备的Cu基和Ni基纳米催化材料进行催化反应。
通过比较反应速率、转化率、选择性等指标，评价不同材料的催化性能。
《三核钴羰基簇及其桥联配合物(Ti、Zr和稀土)为前驱体的催化剂制备及费托合成性能研究》范文
《三核钴羰基簇及其桥联配合物（Ti、Zr和稀土）为前驱体的催化剂制备及费托合成性能研究》篇一一、引言随着能源需求与日俱增，对于寻找替代传统化石燃料的清洁能源已成全球的紧迫课题。
其中，费托合成作为一种利用一氧化碳（CO）和氢气（H2）制备清洁液态燃料的工艺，越来越受到研究者的关注。
催化剂作为费托合成的关键因素，其性能的优化与提升显得尤为重要。
近年来，三核钴羰基簇及其桥联配合物（Ti、Zr和稀土）作为前驱体制备的催化剂在费托合成中表现出优异的性能，因此，本文将重点研究其制备方法及性能。
二、催化剂的制备（一）材料与方法本研究所用前驱体为三核钴羰基簇及其桥联配合物（Ti、Zr 和稀土）。
采用溶胶-凝胶法，通过控制反应条件，如温度、时间、pH值等，制备出具有高比表面积、高活性组分的催化剂。
（二）制备过程1. 配制含有三核钴羰基簇及其桥联配合物的溶液；2. 加入适当的表面活性剂和溶剂，形成均匀的溶胶；3. 通过控制条件使溶胶凝胶化，形成催化剂前驱体；4. 在一定的温度下进行热处理，得到最终的催化剂。
三、费托合成性能研究（一）实验方法在费托合成反应器中，以一氧化碳和氢气为原料，使用所制备的催化剂进行反应。
通过调整反应条件，如温度、压力、空速等，考察催化剂的活性、选择性及稳定性。
（二）结果与讨论1. 活性评价实验结果表明，以三核钴羰基簇及其桥联配合物为前驱体制备的催化剂在费托合成中表现出较高的活性。
在适宜的反应条件下，催化剂的活性可达到较高水平。
2. 选择性评价通过调整反应条件，可以有效地控制产物的选择性。
例如，在较低的温度下，催化剂对轻质烃的选择性较高；而在较高的温度下，重质烃的选择性增加。
此外，通过改变前驱体中Ti、Zr和稀土的比例，可以进一步优化产物的选择性。
3. 稳定性评价催化剂在费托合成过程中表现出良好的稳定性。
经过长时间的反应，催化剂的活性及选择性没有明显下降。
这主要归因于催化剂的高比表面积和活性组分的高分散性。
铜锰氧化物水煤气变换催化剂的还原与催化性能
化肥工业与催化
铜锰氧化物水煤气变换催化剂的还原与催化性能
１ ． １ ㊀Ｃ ｕ－ Ｍｎ氧化物催化剂制备 制备 铜 与 锰 组 分 的 前 驱 物 选 用 硫 酸 盐， 以 Ｎ ａ Ｏ Ｈ为沉淀剂， 采用共沉淀工艺。实验中， 选择一 Ｂ ａ Ｏ ） 、 一种过渡金属元素 种碱土金属元素氧化物（ 氧化物（ Ｚ ｒ Ｏ ） 和一种稀土元素氧化物（ Ｃ ｅ Ｏ ） 分别 ２ ２ ｌ Ｏ 制备 ４种 Ｃ ｕ－Ｍ ｎ氧 与Ａ ２ ３ 一起作为催化助剂， 化物水煤气变换催化剂。 ５ ． ０ｇＣ ｕ Ｓ Ｏ Ｈ Ｏ（ ０ ． ０ ６ｍ ｏ ｌ ） 与２ ０ ． ３ｇ 取１ ４· ５ ２ Ｍ ｎ Ｓ Ｏ ·Ｈ Ｏ（ ０ ． １ ２ｍ ｏ ｌ ） 晶体， 溶于 ２ ８ ０ｍ Ｌ水。称 ４ ２ 取１ ４ ． ４ｇＮ ａ Ｏ Ｈ（ ０ ． ３ ６ｍ ｏ ｌ ） ， 溶于 ８ ０ｍ Ｌ水。将 Ｎ ａ Ｏ Ｈ溶液慢慢滴加到 Ｃ ｕ Ｓ Ｏ ｎ Ｓ Ｏ ４和 Ｍ ４ 的混合溶 液中， 边加边搅拌。待滴加过程结束后， 沉淀陈化约 １ｈ ， 过滤， 洗涤， 所得沉淀为含水量较高的浆状体。 重复以上步骤 ３次， 共制得 ４份浆状体。 （ １ ）６ ． ０ｇ 在浆状体中， 分别加入 ４种固体粉末： Ａ ｌ Ｏ （ ０ ． ０ ５ ８ｍ ｏ ｌ ） ； （ ２ ）１ ． ２ｇＢ ａ Ｏ（ ０ ． ０ ０ ８ｍ ｏ ｌ ）＋ ２ ３ ５ ． ０ ｇＡ ｌ Ｏ ０ ．０ ４ ９ｍ ｏ ｌ ） ；（ ３ ）１ ．０ ｇ Ｚ ｒ Ｏ ２ ３（ ２ （ ０ ． ０ ０ ８ ｍ ｏ ｌ ） ＋５ ． ０ ｇＡ ｌ Ｏ ； （ ４ ）１ ． ４ ｇＣ ｅ Ｏ ２ ３ ２ （ ０ ． ０ ０ ８ｍ ｏ ｌ ） ＋５ ． ０ｇ Ａ ｌ Ｏ ， 充分搅拌， 制得 ４种含 ２ ３ 有不同催化助剂的催化剂前驱体。 将上述催化剂前驱体 １ １ ０ħ干燥 ６ｈ ， 得到开裂 和翘起的“ 干饼” ， 再将“ 干饼” 放入坩埚， 一定温度 焙烧若干小时， 炉冷至室温。 １ ． ２ ㊀Ｃ ｕ－ Ｍｎ氧化物催化剂物相测试 Ｃ ｕ － Ｍ ｎ 氧化物系催化剂的 Ｘ射线衍射测试在 Ｄ ／ ｍ ａ ｘ － ｒ ＣＸ射线衍射仪上进行。测定条件： Ｃ ｕ 靶， ０ ． １ ５ ４１ ８ｎ ｍ ， 工作电压 ４ ０ｋ Ｖ ， 工作电流２ ０ ０ｍ Ａ ， 石墨
湿法制备Cu基Mn-Ce改性甲醇重整制氢催化剂及其催化性能研究
湿法制备Cu基Mn-Ce改性甲醇重整制氢催化剂及其催化性
能研究
蓝灵江;李宽
【期刊名称】《化工技术与开发》
【年(卷),期】2024(53)4
【摘要】为了提升Cu基催化剂的高温稳定性和使用寿命,并研究过渡金属Mn及轻稀土金属Ce对Cu基甲醇重整催化剂的影响,本文采用新型湿法制备了Cu基Mn-Ce改性催化剂,并在气-固相固定床催化反应装置上评价了其甲醇重整制氢的性能。
甲醇转化实验结果显示,Cu基Mn-Ce改性催化剂的甲醇转化率达到
98.77%,产出的(H2+CO)含量达到92.5%。
高温碳化性能对比实验结果表明,相比未改性的催化剂,Mn-Ce改性催化剂的高温稳定性更强,使用寿命更长。
高温碳化后,205℃下的甲醇转化率均在40%以上,未改性催化剂的转化率仅为20%左右。
催化剂性能评价实验结果表明,催化反应温度与其制氢性能呈正相关,高温下催化剂有更优异的制氢表现。
Mn、Ce的加入可以有效提高Cu基催化剂甲醇重整制氢的性能。
【总页数】5页(P14-17)
【作者】蓝灵江;李宽
【作者单位】广西国盛稀土新材料有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ426.8
【相关文献】
1.高性能纳米碳材料改性Cu/ZnO/Al2O3甲醇水蒸气重整制氢催化剂
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以Cu-Zn-Ce碱式碳酸盐为前驱体制备高温水煤气变换反应催化剂的研究摘要：本文以一种新方法制备碱式碳酸盐作为催化剂前驱体，并研究其在焙烧后对水煤气变换反应的催化性能。
该方法通过一氧化碳辅助合成碱式碳酸盐前驱体。
在动态釜中以硝酸铜、硝酸锌、硝酸铈、乙二醇以及一氧化碳为反应物，通过改变反应物投放量、反应物浓度、反应物比例、反应温度和一氧化碳压力，制备不同条件下的Cu-Zn-Ce碱式碳酸盐。
利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）等手段对生成物及生成物的焙烧物进行表征。
探究Cu-Zn-Ce碱式碳酸盐的最佳合成条件。
结果表明，在加入2ml、1mol/L的硝酸铈溶液以及0.5mol/L的硝酸铜和硝酸铈溶液各0.6ml，通入一氧化碳压力为0.2MPa，在此状态下加热到180℃，反应16h，生成的Cu-Zn-Ce 碱式碳酸盐产量较高且具有良好的形貌。
关键词：碱式碳酸盐，水煤气变换反应，催化剂Study on the preparation of Cu-Zn-Ce carbonate hydroxide as a precursor to a water gas shift reaction catalystAbstract：This paper discribes a new method of preparing carbonate hydroxide as catalyst precursor, and to study the water gas shift reaction catalytic performance of its calcination. The carbonate hydroxide is constructed by using a CO-assisted synthetic. Copper nitrate, zinc nitrate, cerium nitrate, ethylene glycol and carbon monoxide are added into dynamic reactor. Through changing the reactants amount, reaction concentration, ratio of reactants, reaction temperature and CO pressure prepared Cu-Zn-CE carbonate hydroxide under different conditions. The compounds were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). Study on the best conditions of the synthesis of Cu-Zn-Ce carbonate hydroxide. The results show that under the condition of 2ml of 1mol/L Ce(NO3)3 solution, 0.6ml of 0.5mol/L Cu(NO3)2 solution and 0.6ml of 0.5mol/L Zn(NO3)2 solution, 0.2MPa CO pressure, heat to 180℃for 16hours, the generated Cu-Zn-Ce carbonate hydroxide has good appearance.Key words：hydroxycarbonats,water gas shift reaction,catalyst前言水煤气变换反应在化工领域中具有重要的地位。
它不但能够应用于氨合成、合成汽油等工业中，还能制得氢气，制成高发电效率以及环保的氢燃料电池。
这对面临资源日益短缺的当今世界是一种具有广阔前景的新型能源。
水煤气变换反应是在催化条件下一氧化碳与水蒸气生成氢与二氧化碳的反应，将水与有毒性的污染物一氧化碳转化成无毒的氢与二氧化碳，既治理了一氧化碳的污染又得到了无污染的清洁能源。
但是，该反应的进行需要大量的能量，所以必须在反应中加入高效的催化剂来降低反应所需的能耗。
水煤气变换反应常见的催化剂从早期的铁系高温变换催化剂和稍晚得到应用的铜系低温变换催化剂以及钴钼系宽温耐硫变换催化剂，随着行业的发展，水煤气变换反应催化剂的种类越来越多，对反应原理的研究也越来越深，但是迄今为止，许多催化剂的反应机理仍各执一词，无法真正了解完整的机理。
同时，新时代产生的新技术，氢氧燃料电池作为新能源中的佼佼者正在蓬勃发展。
其中以醇为原料的燃料电池在产生氢气的同时会生成对铂电极有毒性的一氧化碳，而水煤气变换反应催化剂不但能减少一氧化碳的含量，同时还能提高氢气的含量[1]。
另一方面，水煤气变换反应在处理汽车尾气时也有出色的表现。
水煤气变换反应在处理一氧化碳的同时，生成的氢气对氮氧化物的去处也有巨大的帮助[2]。
作为一种具有广阔前景的技术，燃料电池使水煤气变换反应又成为了研究热点。
传统的催化剂已经无法满足新时代对它的要求，我们必须与时俱进，顺应时代发展，做出应有的改变。
传统水煤气变换反应催化剂或多或少都具有某些缺点和局限性。
开发新型的催化剂的浪潮已经势不可挡。
各种贵金属系变换催化剂层出不穷，如金基催化剂和钌基催化剂等。
这使水煤气变换反应催化剂的发展开辟了新的道路。
二氧化铈基催化剂作为铁系高温变换催化剂的常用组分[3],本身具有催化能力，且能负载其他金属，改变其催化活性。
使用碱式碳酸盐作为催化剂前驱体并不罕见，但碱式碳酸盐的合成方法没有什么不同。
最近，Simon A. Kondrat等[4]使用超临界二氧化碳反溶剂沉淀生成稳定、高纯度的无定形georgeite。
该过程由于水-乙醇溶剂被快速萃取，整个过程中georgeite处于干燥状态，不会转化为孔雀石。
研究发现催化剂的高活性与铜表面积无关，更有可能与从georgeite继承的结构有关。
该物质具有极大的潜力，但因为制备成本过高，仍需要进行不断的研究。
相比于这种成本极大、条件严格的制备方法，Yeheng He[5]等开发出一种通过一氧化碳辅助合成球蛋白形状的介孔碱式碳酸铈的方法。
使用该方法制得的碱式碳酸铈在焙烧后生成的二氧化铈能够具有极高的表面面积以及独特的介孔结构，作为贵金属Au基催化剂的载体具有极好的表现。
将铜负载于二氧化铈上能够提高催化剂的耐热性的报导已经不少，氧化锌作为助剂对催化剂的活性和稳定性的提高也非常明显。
以介孔二氧化铈作为铜的载体，氧化锌作为助剂，制备耐高温水煤气变换反应催化剂就是本文研究的重点。
第1章文献综述第1.1节水煤气变换反应催化剂1.1.1 水煤气变换反应简介水煤气变换(WGS)反应(CO+H2O↔CO2+H2，∆H2980=-41.2kJ/mol，∆G2980 =-28.6 kJ/mol)在化工催化过程中占有重要的一席之地。
它是与合成氨工业一同发展起来的，自1915 年开始工业应用以来，已有接近百年的历史了。
时至今日，水煤气变换反应，已经广泛用于以煤、石油和天然气为原料的氨合成工业、制氢工业、合成汽油和城市煤气工业中[6]。
1.1.2 催化剂简介能够提高或降低化学反应速率，它的质量在反应前后不会改变的物质被称为催化剂。
对于所有化学反应，都需要反应物吸收能量，成为活化分子才能够进行有效碰撞，最终生成另一种物质。
而催化剂在该过程中所起的作用就是改变反应物达到活化分子状态所需的能量。
正催化剂能够降低反应活化能，使反应更容易进行。
而负催化剂则是提高了所需的能量，使反应速率变慢。
大部分催化剂的催化作用实质是它能够参与反应的进行，将原有的一步反应变为低活化能的两步反应或多步反应，最终得到生成物与催化剂。
在该过程中，虽然催化剂也发生了反应，但它在反应结束后质量仍然不变。
不参与反应的催化物能够加快反应进行的原理是催化剂能够运输反应物如异相催化剂等。
催化剂种类繁多，但基本都有如下几个特点：（1）选择性，一种催化剂只能催化固定的某些反应；（2）高效性，少量催化剂也能加快反应速率；（3）不改变化学平衡，催化剂无法改变反应的平衡点。
催化剂的选择性导致催化剂有了明显的分类，分类方式也多种多样。
按催化剂状态可以分为固态和液态；按反应体系可分为均相和多相；按反应类型可分为氧化、还原、聚合、加氢等；按作用大小可分为主催化剂和助催化剂。
在工业上，许多化工产品的生产因为需要大量的能量，所以催化剂变成了反应中必不可少的一员。
催化剂的应用大大降低了反应的能耗，节约了资源，降低了企业的成本，提高的效率。
催化剂已经成为我们生产生活中不可或缺的一部分。
1.1.3 水煤气变换反应催化剂发展上世纪30年代就得到广泛应用的铁系高温变换催化剂，发展到较晚得到应用的铜系低温变换催化剂以及为了满足以重油、煤等为原料制取合成氨所开发的，于1978年首次工业化的钴钼系宽温耐硫变换催化剂。
近年来，水煤气变换反应催化剂又新增了于1996年首次报导的贵金属变换催化剂，以及过渡金属氧化物二氧化铈基催化剂。
1.1.4 水煤气变换反应催化剂分类（1）铁系高温变换催化剂：是以通过结构助剂Cr2O3帮助的Fe2O3还原得到的尖晶石结构的Fe3O4为活性相关进行催化的。
如B112、B113等。
（2）铜系低温变换催化剂：由最初的CuO-ZnO-Cr2O3发展为CuO-ZnO-Al2O3。
目前，仍有许多学者在进行着对铜系低温变换催化剂的改进研究。
（3）钴钼系宽温耐硫变换催化剂：为了满足以重油、煤等为原料制取合成氨所开发，于1978年首次工业化。
目前，按其性能可分为两大类：①适用于高压(~8.0MPa)和高汽气比(~1.4)条件的中温耐硫变换催化剂(Co-Mo/MgO-Al2O3)；②适用于低压(<3.0MPa)的低温耐硫变换催化剂(Co-Mo-K/Al2O3)[7,8]。
（4）贵金属系变换催化剂：高度分散的贵金属具有极高的催化活性，一般负载于各种载体上。
不同载体对催化剂活性、稳定性影响较大。
（5）二氧化铈基催化剂：常负载其他金属，与其形成协同作用。
1.1.5 各类水煤气变换反应催化剂的优缺点（1）铁系高温变换催化剂：具有较高的耐热性能，难以烧结，所以在高温下仍能够保持较高的活性；铁系高温变换催化剂中常加入铬氧化物作为助剂，但铬氧化物价格昂贵，且对人体和环境有危害；（2）铜系低温变换催化剂：低温(200℃)活性高，蒸汽耗用量相对较低，但在高温下易烧结，使得催化活性降低；（3）钴钼系宽温耐硫变换催化剂：活性较高的温度范围较大，有极高的耐硫和抗毒性能，使用寿命长，可再生；但是在使用前需要繁琐的硫化过程，操作复杂，过程繁琐，且钴钼是稀有金属，成本高，必须在含有硫化氢的环境下才能发挥催化作用，应用范围较窄[9]；（4）贵金属系变换催化剂：对多种反应具有催化作用，但载体、助剂、制备方法和制备条件对催化剂活性有较大的影响[10,11]；（5）二氧化铈基催化剂：具有高储氧能力，能提高载体热稳定性。