管状二氧化铈负载铜(CuOCeO_2-T)催化剂的制备及其在富氢气选择性氧化CO中的应用
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管状二氧化铈负载铜(CuO/CeO_2-T)催化剂的制备及其在富氢
气选择性氧化CO中的应用
以氢气作为燃料的质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为新一代能源技术越来越受到人们的关注,有望成为解决世界范围内环境恶化与能源危机的有效手段。
富氢气体中选择性氧化CO是净化电池燃料的重要方法,同时,开发一种简单、高效净化CO的催化剂也是当前研究的热点。
CuO/CeO<sub>2</sub>催化剂不仅价格低廉,而且具有高CO转化率和高的
O<sub>2</sub>选择性,是富氢气体中选择性氧化CO理想的催化剂。
迄今为止,Cu O/CeO<sub>2</sub>催化剂制备方法多种多样,这些方法中以不同形貌的
CeO<sub>2</sub>作为载体的铜铈催化剂也被广泛研究。
不同形貌的CeO<sub>2</sub>载体通常显示不同的表面结构和不同的活性
暴露面,这决定着纳米材料的一些独特性能。
管状二氧化铈(CeO<sub>2</sub>-T)纳米材料是一种中空材料,比表面积大,有多种活性暴露面,是一种优良的载体,但是由于管状CeO<sub>2</sub>的合成条件限制,它在富氢气体中CO选择性氧化的应用中鲜见报道。
本文选用管状二氧化铈(CeO<sub>2</sub>-T)作为载体,通过浸渍法成功制备了Cu O/CeO<sub>2</sub>-T催化剂,探究了该铜铈催化剂制备过程中的变量:不同Cu负载含量,不同焙烧温度对富氢气体中选择性氧化CO的影响,而得到的一系列Cu O/CeO<sub>2</sub>-T催化剂。
另外,我们也将CeO<sub>2</sub>-T和棒状二氧化铈(CeO<sub>2</sub>-R)与商业的二氧化铈(CeO<sub>2</sub>-C)进行对比。
通过XRD,TEM,Raman,H<sub>2</sub>-TPR,XPS等表征手段对催化剂的理化
性质进行分析,最后考察了它们在富氢气体中选择性氧化CO的活性和稳定性测试。
结果显示在这些催化剂中5%Cu载量在600℃焙烧的催化剂(5%-Cu
O/CeO<sub>2</sub>-T-600)表现出最佳的活性和很好的稳定性,同时也有很好的抗二氧化碳和抗水能力。