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质子交换膜燃料电池（PEMFC）因其能量利用率高、无污染等优点,深受世界各国的广泛关注。通过碳氢原料在线重整制氢可以解决车载燃料电池安全供应氢气难题,但是重整过程中不可避免会产生少量的CO,会对PEMFC的Pt电极产生很大的毒害作用,导致电池性能显著下降。CO选择性甲烷化是将富氢气中少量CO深度净化的最有效方法之一,其关键在于一种高性能CO选择性甲烷化催化剂的研制。本文制备了 Ni-ZrO2/NiAl2O4和Ru-Ni/NiAl2O4催化剂,并用于CO选择性甲烷化反应,采用 BET、XRD、H2-TPR、H2-TPD、CO-TPD、XPS、TEM、SEM 和 TG 等表征技术对载体及催化剂进行表征,结合催化剂的活性测试结果,系统的研究了 ZrO2助剂和贵金属Ru对Ni/NiAl2O4催化剂的促进作用。主要研究内容如下:1、采用溶胶凝胶法制备了富镍型NiAl2O4载体,通过共浸渍法负载活性组分Ni和助剂ZrO2,制备了 Ni-ZrO2/NiAl2O4催化剂。考察了富镍型载体中Ni/Al 比、载体焙烧温度、Zr/Al 比、Ni负载量对催化剂性能的影响,并考察了催化剂的稳定性。研究结果表明,富镍型载体中适宜的Ni/Al比（0.65）有助于促进催化剂中β-NiO的形成,提高Ni活性位的数量;过低的焙烧温度（600℃）导致NiAl2O4结晶度低,而过高的焙烧温度（800℃）会使载体孔结构坍塌,导致载体的比表面积下降,同时过高的焙烧温度会导致富镍型载体中NiAl2O4的含量和结晶度增加,不利于载体内部NiO的还原。ZrO2助剂的添加可以显著提升Ni-ZrO2/NiAl2O4催化剂的低温活性,研究发现,ZrO2可以减弱NiO与NiAl2O4之间的相互作用,提高催化剂的还原度,同时减小Ni颗粒的粒径。高度分散的小Ni颗粒有助于暴露更多的活性位点,增强催化剂对H2和CO的吸附能力。此外,ZrO2可以触发电子转移,增加Ni0电子云密度,进而通过增强Ni-C键和削弱C-O键来促进CO解离。在制备的催化剂中,15Ni-0.05Zr/NA（0.65）催化剂表现出较好的催化性能,在190～240℃反应温度范围内均能将富氢重整气的CO浓度降至10ppm以下,同时反应选择性高于50%,并在120h的稳定性测试中表现出优异的稳定性。2、采用共浸渍法在富镍型NiAl2O4载体表面负载活性组分Ni和贵金属Ru,成功制备了双金属Ru-Ni/NiAl2O4催化剂,研究了 Ru负载量、Ni负载量和还原温度对催化剂性能的影响,并考察了催化剂的稳定性。Ru-Ni/NiAl2O4催化剂中Ru、Ni双金属间产生的协同效应有利于提升催化剂的低温活性。研究发现,Ru的添加可以显著降低NiO与富镍型NiAl2O4载体之间的相互作用,促进催化剂的还原;同时Ru0到Ni0的电子转移增加了Ni0的电子云密度,有利于CO的解离活化。此外,适量的贵金属Ru减小了催化剂中Ni颗粒尺寸,增加了活性位的数量,提高了催化剂对H2的吸附能力。1.5Ru-15Ni/NA催化剂表现出较好的CO选择性甲烷化性能,能够在190～230℃温度范围内将富氢重整气的CO浓度降至10ppm以下,并且保持反应选择性高于50%,并且在 200℃,0.1MPa,WHSV=10800mL·g-1·h的反应条件下,1.5Ru-15Ni/NiAl2O4催化剂在120h的稳定性测试中表现出良好的稳定性。