Au-Ag-SBA-15催化劑的制備及其對CO催化氧化性能的研究.pdf

1、CO是空氣中的重要的污染物之一，且氫氣中微量CO的存在嚴(yán)重影響了燃料電池的應(yīng)用推廣，低溫（甚至常溫）催化氧化法是去除CO的有效措施之一，因此開發(fā)高效常溫CO催化氧化催化劑成為了目前的研究熱點。
　　本論文利用兩步法制備AuxAg8-x/SBA-15催化劑，系統(tǒng)地考察了Au/Ag摩爾比、煅燒溫度、還原溫度、顆粒粒徑等對催化劑活性影響，并利用ICP-AES、氮氣吸脫附、UV-vis、XRD、XPS、TEM等表征技術(shù)深入研究催化劑結(jié)構(gòu)變

2、化與活性的關(guān)聯(lián)，從而獲得常溫具有較好活性的CO催化氧化性能的催化劑。本論文主要研究內(nèi)容及實驗結(jié)果如下所示:
　　(1)兩步法制備低負(fù)載量的AuxAg8-x/SBA-15催化劑，考察Au/Ag摩爾比對CO催化氧化活性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，Au/Ag摩爾比極大地影響了催化劑活性，當(dāng)Au/Ag實際摩爾比為5.4/1時，Au6.0Ag2.0/SBA-15催化劑對CO催化氧化活性最高，CO完全轉(zhuǎn)化溫度為20℃，而在同樣條件下單金屬Au8.0/S

3、BA-15和Ag8.0/SBA-15催化劑對CO轉(zhuǎn)化率分別只有40％和2％。由此可以看出，Au-Ag/SBA-15雙金屬催化劑在CO氧化過程中表現(xiàn)出較強(qiáng)的協(xié)同效應(yīng)。雖然雙金屬的負(fù)載量只有0.34～1.32wt.％，但催化劑卻表現(xiàn)出了與文獻(xiàn)報道的催化劑如Au-Ag/Al-MCM-41（7.83wt.％），Au-Ag/SiO2-Al2O3（2.20wt.％），Au-Ag/TiO2（4.70wt.％）和Au-Ag/SiO2(5.56wt.％)

4、活性相當(dāng)或者更好的催化活性。
　　(2)系統(tǒng)考察不同煅燒溫度(100～700℃)對Au6.0Ag2.0/SBA-15催化劑的結(jié)構(gòu)以及CO催化氧化活性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)煅燒溫度由100℃升高到500℃時，催化劑活性明顯增強(qiáng);當(dāng)煅燒溫度升高到600℃和700℃后，催化劑活性開始下降。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，催化劑中氨基基團(tuán)在經(jīng)過500℃煅燒處理后能被完全去除，并且載體上雙金屬粒子粒徑小且分散均勻;而600～700℃煅燒引起了雙金屬粒子的嚴(yán)重

5、聚集，從而導(dǎo)致了催化劑對CO催化氧化活性的降低。
　　(3)系統(tǒng)考察氫氣不同溫度處理對Au6.0Ag2.0/SBA-15催化劑的結(jié)構(gòu)以及CO催化氧化活性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)過還原的樣品基本沒有活性，經(jīng)過氫氣400℃還原處理后催化劑活性大大增強(qiáng);隨著還原溫度增加到500～600℃時，催化劑活性達(dá)到最高;當(dāng)還原溫度繼續(xù)增加至700℃時，催化劑活性開始下降。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，氫氣還原會引起催化劑表面金和銀的重新分配，經(jīng)過500～600℃

6、時還原后的催化劑，催化劑表面Au/Ag摩爾比更接近整體值，形成均質(zhì)金銀合金。當(dāng)還原溫度過高時(＞600℃)，銀納米顆粒會重新聚集在催化劑表面，并且引起顆粒發(fā)生嚴(yán)重聚集，從而導(dǎo)致活性降低。
　　(4)通過選擇性修飾SBA-15孔道內(nèi)外羥基，制備不同粒子尺寸的Au-Ag/SBA-15雙金屬催化劑，并初步考察粒子尺寸與CO低溫催化活性之間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，CO催化氧化性能強(qiáng)烈依賴于粒子大小，CO催化氧化活性隨著Au-Ag雙金屬粒子粒徑的