富氫條件下CO優(yōu)先氧化高效納米金催化劑的研究.pdf

1、本文采用共沉淀法制備出了MnOx-CeO2復(fù)合氧化物載體(Mn/Ce=1:1)，用沉積-沉淀法制備了相應(yīng)的負(fù)載金催化劑Au/MnOx-CeO2。作為一個(gè)新穎、簡(jiǎn)便的制備技術(shù)，超聲輔助預(yù)處理被用于納米Au/MnOx-CeO2催化劑的制備過(guò)程，目的是提高催化劑的CO PROX反應(yīng)性能。首先考察了載體超聲預(yù)處理對(duì)Au/MnOx-CeO2催化劑結(jié)構(gòu)和CO PROX性能的影響；其次重點(diǎn)考察了在超聲輔助的沉積-沉淀法中，催化劑的制備參數(shù)如Au合成溶

2、液pH值(7.0-11.0)、Au負(fù)載量(0.5-5.0wt.％)、催化劑焙燒溫度(150-350℃)和載體超聲分散時(shí)間(0-30 min)對(duì)Au/MnOx-CeO2樣品PROX性能的影響；最后考察了Pt的添加對(duì)Au/MnOx-CeO2催化劑PROX性能的影響。
　　 對(duì)MnOx-CeO2載體的超聲預(yù)處理顯著提高了Au/MnOx-CeO2的催化活性，120℃時(shí)的CO轉(zhuǎn)化率提高了24％；同時(shí)，O2至CO2的選擇性在整個(gè)考察溫度范圍

3、內(nèi)得到了很大提高，尤其在80-120℃范圍內(nèi)，選擇性提高了15-21％。在用超聲輔助沉積-沉淀法制備MnOx-CeO2復(fù)合氧化物負(fù)載Au催化劑中，Au合成溶液pH=10.0、Au負(fù)載量w=1.0 wt％、催化劑的焙燒溫度t=250℃和載體超聲分散時(shí)間T=5 min條件下制備的Au(1.0)/MnOx-CeO2-10.0-250-5催化劑具有最好的PROX性能，不僅在反應(yīng)溫度120℃顯示了最好的CO轉(zhuǎn)化率90.9％，而且在質(zhì)子交換膜燃料電

4、池的工作溫度區(qū)間(80～120℃)也顯示了最好的O2至CO2選擇性。同時(shí)該催化劑120℃的PROX性能在100 h的測(cè)試內(nèi)沒有出現(xiàn)下降，具有較好的活性穩(wěn)定性。Pt的添加在一定程度上提高了Au/MnOx-CeO2的PROX催化性能，尤其是CO轉(zhuǎn)化率，在100℃時(shí)達(dá)到了100％。
　　 運(yùn)用BET、XRD、TEM、SEM、XPS、UV-vis DRS和H2-TPR等對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)與形貌進(jìn)行了表征。HR-TEM、XRD和UV-vis

5、DRS結(jié)果表明，超聲主要打碎了催化劑的片狀結(jié)構(gòu)；XRD、TEM和XPS結(jié)果一致表明，超聲的Au(1.0)/MnOx-CeO2-10.0-250-5催化劑具有最高的Au顆粒分散度和最多的表面吸附氧，這些促進(jìn)了CO的氧化；XPS和H2-TPR結(jié)果表明，催化劑Au(1.0)/MnOx-CeO2-10.0-250-5中存在較強(qiáng)的金-載體相互作用，降低了催化劑對(duì)H2的解離能力，有效抑制了氫溢流效應(yīng)的發(fā)生，導(dǎo)致該催化劑具有最高的O2至CO2選擇性；