高性能銅鈰催化劑的制備及銅鈰之間相互作用的研究.pdf

1、燃料電池(Fuel Cells)是一種工作效率高、對環(huán)境友好的新型發(fā)電裝置,被稱為繼水力、火力、核能之后第4代發(fā)電裝置和替代內(nèi)燃機的動力裝置。國際能源界預(yù)測,燃料電池是21世紀最具有吸引力的發(fā)電方法之一,其中質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)以其工作能量密度高、工作壽命長、應(yīng)答速度快,操作溫度低等優(yōu)點成為新一代燃料電池,在未來移動能源方面的應(yīng)用前景格外引人注目。 PEMFC的燃料主要來源是碳氫化合物重整制得的富氫氣體,但由于富氫氣

2、體中一般含有1％左右的CO,而PEMFC要求氫氣中的CO含量低于10ppm,否則會導(dǎo)致電池的電極中毒。選擇性氧化是將富氫氣中CO脫除至ppm級的最簡單有效的方法,作為選擇性氧化催化劑,非貴金屬催化劑CuO-CeO2表現(xiàn)出良好的CO選擇性催化氧化活性,并逐漸成為該領(lǐng)域的研究熱點。 本論文系統(tǒng)地研究了CuO-CeO2催化劑對富氫氣中CO選擇性催化氧化性能。考察了不同制備方法對CuO-CeO2催化劑催化性能的影響,重點考察了制備條件對

3、機械混合法和水熱法制備的CuO-CeO2催化劑催化性能的影響,同時還研究了銅鈰協(xié)同作用機理以及反應(yīng)條件對CuO-CeO2催化劑催化性能的影響,得到-些有價值的研究成果。 首先,比較了機械混合法、浸漬法和水熱法等制備方法對CuO-CeO2催化劑在富氫氣中CO選擇性氧化反應(yīng)催化性能的影響,發(fā)現(xiàn)水熱法制備的CuO-CeO2催化劑表現(xiàn)出良好的催化性能。 其次,考察了制備條件對CuO-CeO2催化劑(機械混合法和水熱法)在富氫氣中

4、CO選擇性氧化反應(yīng)催化性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),這兩種催化劑均在銅負載量為5wt％和焙燒溫度為500℃時表現(xiàn)出最佳的催化性能。并進一步優(yōu)化了水熱法制備條件,制備出了具有良好催化性能的CuO-CeO2催化劑,該催化劑在富氫氣中對CO選擇性氧化反應(yīng)的催化活性和選擇性接近或高于貴金屬催化劑和文獻報道的CuO-CeO2催化劑。在空速為60,000 ml g-1h-1和反應(yīng)溫度為130℃時,CO的氧化轉(zhuǎn)化率和選擇性分別達到了99.6％和57.4％,且

5、具有一個較寬的CO高轉(zhuǎn)化率的溫度窗口。 作為重要的昆蟲病原真菌,球孢白僵菌(Beauveria bassiana)很難通過口器攝入經(jīng)腸壁侵染寄主,但其機理不明。本研究首先篩選出一株穩(wěn)定表達綠色熒光蛋白的球孢白僵菌遺傳轉(zhuǎn)化菌株,然后模擬昆蟲中腸環(huán)境處理其兩種孢子,采用流式細胞術(shù)檢測處理后孢子熒光強度的變化以反映孢壁的受損程度,并用掃描電子顯微鏡觀測處理后孢壁表面形態(tài),最后測定處理后兩種孢子的萌發(fā)率以反映對孢子活力的影響。主要內(nèi)容和

6、結(jié)果分述于下： 遺傳轉(zhuǎn)化菌株的生物學(xué)篩選從六個轉(zhuǎn)化子菌株中篩選出能代表野生型菌株生理生化特征的高效表達綠色熒光蛋白的菌株。測定六個轉(zhuǎn)化子菌株的分生孢子熒光強度強弱,結(jié)果顯示Bb2860G6是最優(yōu)的熒光強度最強的菌株。耐熱力測定結(jié)果顯示,菌株Bb2860G6、Bb2860G12和Bb2860G4在熱脅迫后的殘存活孢率均在55％以上,孢子耐熱力極強。測定Bb2860G0、Bb2860G1、Bb2860G6和Bb2860G8四個菌株的

7、菌落生長情況,Bb2860G1的菌落面積顯著較低,其他三個菌落面積差異不顯著。用Bb2860G0、Bb2860G6和Bb2860G8這三株菌進行對桃蚜的生物測定,結(jié)果表明三個菌株的孢子懸液對桃蚜的劑量效應(yīng)與時間效應(yīng)都極顯著,Bb2860G6與Bb2860G0的時間效應(yīng)值接近,殺蚜效應(yīng)接近。綜合各項生物學(xué)篩選指標,最終選取Bb2860G6菌株為最終的研究對象。 模擬昆蟲中腸環(huán)境對分生孢子的影晌配置單一或者復(fù)合的模擬昆蟲中腸消化液,

8、使Bb2860G6分生孢子懸浮于其中,恒溫水浴后,采用流式細胞術(shù)測定其熒光強度的變化情況,結(jié)果顯示：不同濃度的蛋白酶K、胰蛋白酶、鏈霉蛋白酶E、纖維素酶處理后均引起被檢熒光強度的上升,并呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。α-淀粉酶、蝸牛酶、葡萄糖苷酶、昆布多糖酶處理組只引起被檢熒光強度的輕微變化,并呈現(xiàn)出下降趨勢。經(jīng)兩種復(fù)合酶模擬消化液處理后,兩種復(fù)合酶液均引起被檢熒光強度的下降,然而下降幅度有所差異：蛋白酶K和纖維素酶引起孢子熒光強度降低8％-