大孔結(jié)構(gòu)催化劑的制備及其用于H-,2-中CO優(yōu)先氧化的研究.pdf

1、CO優(yōu)先氧化(CO-PROX)是將用于燃料電池的富氫氣體中少量CO脫除至規(guī)定要求范圍內(nèi)的重要手段，CO擴(kuò)散限制是影響CO不能被降至規(guī)定ppm級的關(guān)鍵原因。同時作為燃料電池氫源系統(tǒng)的重要組成部分，小型化反應(yīng)器的開發(fā)是核心技術(shù)。針對這兩個問題，采用有機(jī)模板法制備三維有序大孔(3DOM)催化劑和大孔整體式催化劑，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)催化劑的孔道結(jié)構(gòu)使CO易于擴(kuò)散和傳遞，同時采用有機(jī)泡沫模板法制備的大孔整體式催化劑具有整體式結(jié)構(gòu)和更高的比表面積/體積比

2、，縮小反應(yīng)器體積，實現(xiàn)小型化。主要結(jié)果如下：
　　 以聚苯乙烯(PS)膠晶為模板，采用檸檬酸法制得3DOM CuO-CeO2催化劑，并將其與破碎大孔結(jié)構(gòu)的催化劑及常規(guī)顆粒催化劑在不同空速下進(jìn)行CO-PROX反應(yīng)性能測試，發(fā)現(xiàn)3DOM CuO-CeO2催化劑在160,000 mL·gcat-1·h-1的高空速下仍能在150～175℃范圍內(nèi)完全轉(zhuǎn)化CO，而破碎大孔結(jié)構(gòu)的催化劑和常規(guī)顆粒催化劑在80,000 mL·gcat-1·h-1

3、的空速下己不能完全轉(zhuǎn)化CO。這是由于規(guī)整排列的連通大孔有利于消除CO擴(kuò)散限制，提高CO轉(zhuǎn)化率。
　　 首次采用向大孔整體式PS泡沫模板中填充水溶膠的方法制備大孔整體式SiO2和Al2O3，該方法制得的大孔整體式除具有有機(jī)模板法形狀大小和孔道尺寸可調(diào)的優(yōu)點外，還具有溶膠廉價易得、孔隙率高、體積收縮小、孔道相互連通等優(yōu)點，適用于催化劑載體。前驅(qū)物種類、水溶膠濃度、填充次數(shù)、添加介孔模板劑、焙燒溫度等制備條件均對大孔整體式氧化物的結(jié)構(gòu)

4、有影響，其中以焙燒溫度對大孔整體式Al2O3的孔結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)和機(jī)械強度的影響最為顯著。
　　 在上述大孔整體式Al2O3上分別負(fù)載CuO-CeO2和Pt催化劑，考察負(fù)載方法和載體制備條件對大孔整體式催化劑結(jié)構(gòu)和性能的影響。在CuO-CeO2/a-Al2O3催化劑上，活性組分CuO-CeO2的負(fù)載量對其催化活性有較大影響，負(fù)載量較高的催化劑對應(yīng)的催化活性也較高。在Pt-Ni/a-Al2O3催化劑上，以Pt(NH3)2(NO2)2