Cu/CeO_2水煤气变换催化剂的研究

【摘要】：本论文的研究目的是获得一种具有高活性的催化材料，为一氧化碳变换构件型纳米催化剂的研发奠定基础。 采用共沉淀法制备Cu/CeO2催化剂，重点考察预处理条件、铜含量、焙烧温度对其高温水煤气变换性能的影响，利用XRD、BET、TPR、TPD、XPS、EPR等技术对催化剂进行表征，并探讨Cu/CeO2催化剂的水煤气变换反应机理。结果表明： (1)还原预处理温度对Cu/CeO2催化剂的低温活性有显著影响。不经预还原和经200℃预还原的样品的低温活性最高。随着预还原温度升高，催化活性降低。因此，Cu/CeO2催化剂不需还原活化处理过程。 (2)铜含量显著影响Cu/CeO2催化剂低温活性，但对高温活性几乎无影响。铜含量低于50at%，催化剂低温活性与铜含量呈线性关系，铜含量为50at%时，低温活性最高，继续增加铜含量，低温活性下降。无定形CuO、纳米颗粒CuO为催化反应的活性物种，大颗粒CuO对催化活性贡献不大。 (3)Cu/CeO2催化剂的低温活性与催化剂结晶度有关。焙烧温度为400℃时，催化剂内CeO2、CuO的晶粒尺寸和结晶度最适宜，低温活性最好；焙烧温度过低, CeO2载体结晶度差，焙烧温度过高，CuO晶粒聚集长大，均导致催化活性下降。 (4)Cu/CeO2催化剂的还原研究表明：以CuO形式负载在CeO2上的铜，经200℃原位还原后可被还原成金属Cu。还原态Cu对CO具有很强的吸附能力，形成Cu－CO。另外，在WGS反应条件下，载体CeO2部分被还原成Ce3＋, 形成氧缺位，表明CeO2在催化反应过程起传递氧的作用。 (5)提出Cu/CeO2水煤气变换催化剂的氧化还原机理是：首先，CO吸附在Cu表面，与来自CeO2的氧反应生成CO2从表面脱除，此时，CeO2表面产生氧缺位，然后这些氧缺位夺取H2O中的氧释放出H2，CeO2表面复原，如此循环进行，完成WGS反应过程。 本文制备的Cu/CeO2催化剂，具有良好的WGS反应活性，与FBD型铁基高温变换催化剂相比，具有低温活性好、活性温区宽的优点，有望成为构件型催化剂的活性组分。 【关键词】：WGS Cu/CeO2 催化剂
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：O643.3
【目录】：

• 第一章 前 言7-22
• 1.1 整体式变换催化剂的研究背景7-8
• 1.2 国内外新型水煤气变换催化剂的研究动态8-20
• 1.2.1 负载型金WGS催化剂9-11
• 1.2.2 CeO2基水煤气变换催化剂11-20
• 1.2.2.1 CeO2载体的制备12-13
• 1.2.2.2 金属的负载13-16
• 1.2.2.3 CeO2负载金属的WGS反应机理16-20
• 1.3 本论文的课题来源、立题依据及主要研究内容20-22
• 第二章 实验部分22-28
• 2.1 实验流程图22-23
• 2.2 主要试剂和钢瓶气体23
• 2.3 实验仪器和装置23-24
• 2.3.1 实验仪器23-24
• 2.3.2 活性评介装置24
• 2.4 催化剂制备24-25
• 2.5 活性评价25
• 2.6 催化剂表征25-28
• 2.6.1 X射线粉末衍射(XRD)25-26
• 2.6.2 比表面积(BET)26
• 2.6.3 H2程序升温还原(H2-TPR)26
• 2.6.4 CO程序升温脱附(CO-TPD)26-27
• 2.6.5 电子顺磁共振(EPR)27
• 2.6.6 X射线光电子能谱(XPS)27-28
• 第三章 还原预处理条件对Cu/CeO2催化剂结构、性能的影响28-33
• 3.1 还原预处理温度对Cu/CeO2催化剂WGS活性的影响28-29
• 3.2 H2-TPR29-30
• 3.3 CO-TPD30-31
• 3.4 小 结31-33
• 第四章 铜含量对Cu/CeO2水煤气变换催化剂结构、性能的影响33-41
• 4.1 铜含量对Cu/CeO2水煤气变换催化剂活性的影响33-35
• 4.2 XRD35-36
• 4.3 比表面积和孔结构36
• 4.4 H2-TPR36-38
• 4.5 CO-TPD38-39
• 4.6 小结39-41
• 第五章 焙烧温度对Cu/CeO2催化剂结构、性能的影响41-49
• 5.1 焙烧温度对Cu/CeO2催化剂WGS活性的影响41-42
• 5.2 XRD42-44
• 5.3 EPR44-45
• 5.4 H2-TPR45-46
• 5.5 CO-TPD46-47
• 5.6 小 结47-49
• 第六章 还原态Cu/CeO2水煤气变换催化剂的研究以及反应机理探讨49-58
• 6.1 XRD49-50
• 6.2 XPS50-54
• 6.3 CO-TPD54-56
• 6.4 Cu/CeO2催化剂WGS反应机理探讨56-58
• 结 论58-60
• 参 考 文 献60-64
• 致 谢64-65

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

介孔Cu-Ce-O催化剂的合成、表征与催化性能的研究    温智惠

氧化铈在非贵金属氧化物催化剂中的作用——Ⅲ.铈对Cu-Mn-O/γ-Al_2O_3催化剂中氧的性能和固相结构的影响    卢冠忠,汪仁

微乳法制备Au/Fe_2O_3水煤气变换反应催化剂Ⅰ.制备参数对催化剂活性的影响    陈葳,肖益鸿,詹瑛瑛,蔡国辉,林性贻,魏可镁,郑起

制备参数对Au/Fe_2O_3催化剂水煤气变换性能的影响    华金铭,郑起,林性贻,魏可镁

微乳法制备Au/Fe_2O_3水煤气变换反应催化剂 Ⅱ .催化剂的表征    陈葳,肖益鸿,詹瑛瑛,蔡国辉,林性贻,魏可镁,郑起

无铬CO高温变换催化剂的研究 Ⅰ.氧化铬对高变催化剂结构与性能的影响    郑起,徐建本,魏可镁,魏明灯,林性贻

无铬CO高温变换催化剂的研究Ⅱ.过渡元素对高变催化剂结构与性能的影响    郑起,徐建本,魏可镁,魏明灯,林性贻

金催化剂的性能及应用    宁远涛,赵怀志,杨正芬

高温变换催化剂的发展方向    赵志利,何观伟,霍尚义

助剂对铁系CO变换催化剂结构和稳定性影响的X-射线衍射研究    欧晓佳,程极源,王龙书

金负载量对低温水煤气变换Auα-Fe_2O_3催化剂结构和性能的影响    华金铭,郑起,林性贻,魏可镁

氮离子轰击改善胶体石墨薄膜平面场发射特性的研究    王玮玮;孙辉;于利刚;张耿民;

稀土对钼粉还原行为及性能影响    王金淑;高非;刘伟;

LB型中温变换催化剂本征动力学研究    张力峰,李建伟,陈标华

十八胺原位包覆灭火气溶胶固体颗粒研究    陈智慧,杨荣杰

BCN薄膜XPS结构分析时荷电效应的校正    徐淑艳;马欣新;孙明仁;

国产无锡镀铬薄钢板镀层的XPS研究    刘天成,卢燕平

双层辉光法制备含银抗菌不锈钢层工艺    王蕾;覃志伟;倪红卫;熊平源;许伯藩;王君;

热浸Zn-Ti合金镀层的耐腐蚀性能    桂艳;

离子束外延β-FeSi_2/Si薄膜的电子能谱研究和表征    吴正龙,杨锡震,秦复光

CB125型高变催化剂的开发    谭明侠;谢建川;许清淮;冉俊成;

变换催化剂的现状及其发展趋势    周晓奇;李速延;

低密度无铬铁系CO高温变换催化剂的研制及性能测定    李峨山;王艳霞;陈超;

负载型钌催化剂上CO选择性氧化反应及载体的研究    陈喜蓉;邹汉波;董新法;林维明;

改性铝土矿为载体的Ni-Mn-K一氧化碳高温变换催化剂工业侧流试验    江莉龙;叶炳火;魏可镁;邢一德;张建萍;

非贵金属铜系催化剂上氧化CO的研究进展    张思华;王亚明;缪应菊;史晓杰;

电沉积制备多孔镍基纳米网结构    贺燕萍;杭弢;李明;毛大立;

低汽气比节能变换催化剂研究进展    杨玲菲;宁平;田森林;戴春皓;田春梅;

纳米TiO_2/微米Cu复合粒子的制备工艺研究    杜仕国;崔海萍;闫军;王彬;

铈锆固溶体制备方法的研究进展    刘美;何洪;戴洪兴;

离子液体—蛋白酶处理对羊毛表面性能的影响    袁久刚

钛基催化剂催化氧化苯系物有机废气的研究    俞丹青

新型NZP族催化剂载体材料的合成及应用研究    祝琳华

富铈基铈锆复合氧化物材料的制备及其负载单Pd催化剂三效催化性能的研究    赵波

光催化氧化联合工艺处理不同污染物的研究    张峰

改性吸附材料对恶臭气体的吸附效应与机理研究    刘南

抗原子氧用含磷聚芳醚和聚酰亚胺材料的制备及研究    李清明

木质材料表面装饰用材的光致变色机理的研究    苏润洲

改性麦糟吸附剂处理重金属废水的研究    李青竹

选择性催化还原NO低温催化剂的制备和表征    任丙南

CuO薄膜和Cu/TiO_x复合薄膜的制备与表征    徐蕙

基于In_2O_3纳米材料的甲醛气敏元件研究    陈星如

由苯胺和1，6-己二醇气相催化合成1-苯基氮杂环庚烷    朱海艳

改性纳米TiO_2光催化降解室内VOCs中间产物分布及健康风险研究    刘菲菲

热浸镀Zn-Ti-Al三元锌基合金镀层制备及耐蚀性能研究    苑振涛

净化黄磷尾气部分变换制合成气催化过程研究    杨玲菲

改性活性炭吸附净化低浓度HCN废气的研究    蒋明

Ru/CeO_2氨合成催化剂的制备与表征    罗小军

OLED用喹啉类金属配合物发光材料表面改性研究    张俊萍

改性13X，NaY分子筛和丝光沸石对氯气吸附性能的研究    王慧

燃料电池汽车的环境影响及燃油替代效应    孔德洋;王宁;

高温变换催化剂的研究进展    胡昌现;周玉英;肖勇;李时霞;

制备参数对Au/Fe_2O_3催化剂水煤气变换性能的影响    华金铭,郑起,林性贻,魏可镁

Fe~（3＋）（Cr~（3＋））／Fe~（2＋）混合离子制备铁铬中变催化剂    陈林深，吕光烈，凌荣国，谢存智，汪小清，周学渊

氧化铬对γ-氧化铁还原行为的影响    陈林深,吕光烈,杨芸,黄寅身

无铬CO高温变换催化剂的研究 Ⅰ.氧化铬对高变催化剂结构与性能的影响    郑起,徐建本,魏可镁,魏明灯,林性贻

无铬CO高温变换催化剂的研究Ⅱ.过渡元素对高变催化剂结构与性能的影响    郑起,徐建本,魏可镁,魏明灯,林性贻

贵金属催化净化汽车尾气中稀土氧化物的助催化和稳定化    俞守耕,ipm.com.cn

高温变换催化剂的发展方向    赵志利,何观伟,霍尚义

铜含量对Cu/CeO_2水煤气变换催化剂性能的影响    李达林,林性贻,郑起,郑云弟,魏可镁

介孔Ni/CeO_2催化剂的制备及其对水煤气变换反应中的催化性能研究    顾斓芳

黄铁矿及毒砂中负氧化数金的发现及判定    邱兆明，穰玫，邱隆伟

常温常湿条件下Au/Fe_2O_3催化剂上CO氧化反应的稳定性    王桂英,贾明君,于剑锋,李雪梅,张文祥,蒋大振,吴通好

微乳法制备Au/Fe_2O_3水煤气变换反应催化剂Ⅰ.制备参数对催化剂活性的影响    陈葳,肖益鸿,詹瑛瑛,蔡国辉,林性贻,魏可镁,郑起

无铬CO高温变换催化剂的研究 Ⅰ.氧化铬对高变催化剂结构与性能的影响    郑起,徐建本,魏可镁,魏明灯,林性贻

焙烧条件对金催化剂的结构及其催化CO氧化性能的影响    邹旭华,齐世学,安立敦,段雪

负载型金催化剂对CO氧化的催化性能（Ⅰ）    郝郑平，安立敦，李胜利，王弘立

纳米Au-TiO_2复合薄膜的溶胶-凝胶法制备、表征和性能    陈云霞,刘维民,张平余,邵士俊

水合石榴石Sr_3Fe_2(OH)_(12)的温和水热合成与Mossbauer谱研究    李广社,毛雅春,李锡荣,朱连杰,冯守华

国外催化剂市场概况    赵骧;

汽车尾气催化净化过程中的水煤气反应和蒸汽转换反应    岳伟,张益群,周伟,马建新