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CO可以使燃料电池的Pt电极中毒，它要求将氢源中的CO含量控制在10～100ppm以下。而通过重整和变换反应制得的富氢混合气中含有少量的CO，因此去除富氢气体中的CO对推进燃料电池的实际应用具有重大意义。在去除富氢气体中CO的方法中，CO优先氧化是最简单、最有效的方法。目前为止，研究者多使用Au、Pt等贵金属以及CuO做为CO优先氧化催化剂的活性组分，这些催化剂具有较好的应用前景，但均存在需要改进之处。本文旨在探索开发新型可能实用的CO优先氧化催化剂，并进行相关基础研究。
本论文研究了改性Co3O4-CeO2催化剂及其对CO优先氧化反应的催化性能。重点考察了助剂FeOx、CuO、ZrO2和MnOx对Co3O4-CeO2催化剂在CO优先氧化反应中的性能影响，通过调变催化剂组分比例及焙烧温度等条件来改善催化剂的性能。应用XRD、H2-TPR、TPO、TEM、XPS、FT-IR和TPD等表征手段研究催化剂的性能和组分结构及状态之间的关系，并研究了钴催化剂在CO优先氧反应中的失活机理。
考察了助剂FeOx对Co3O4-CeO2催化剂的CO优先氧化性能的影响。少量FeOx可以提高催化剂的CO优先氧化性能，扩宽了100％CO转化率的温度窗口。在反应气中含有CO2和H2O的条件下，CO可以在160～180℃间完全被去除。但该催化剂存在CO优先氧化反应稳定性差的缺陷。研究发现，助剂FeOx可以使Co3O4和CeO2的晶粒变小，还可以增强钴铈间的相互作用，从而提高催化剂的CO优先氧化性能。
CuO对Co3O4-CeO2催化剂的性能有很大影响。少量的CuO虽然可以提高8Co-1Ce催化剂的活性，但同时也提高了催化剂的甲烷化性能，使催化剂对CO氧化的选择性大幅降低。通过调节组分的比例，可以避免甲烷化反应的发生，同时还能保持较高的CO优先氧化活性。但研究发现，Co3O4对催化剂的CO优先氧化活性基本没有贡献，催化剂主要体现的是CuO的性能。这主要是因为CuO可以破坏Co3O4和CeO2的相互作用，影响了Co3O4的氧化还原性质，导致Co3O4的催化活性降低。
当催化剂内氧化钴含量较高时，ZrO2可以明显提高Co3O4-CeO2催化剂的CO优先氧化性能。在空速为40,000ml·h-1·gcat-1、反应气中含有CO2和H2O的条件下，在160～180℃的温度范围，可以达到完全去除CO的目的。适当提高催化剂的焙烧温度，有利于形成铈锆固溶体，增强CeO2的储氧和供氧能力，从而提高催化剂的性能。
助剂MnOx可以显著提高Co3O4-CeO2催化剂的CO优先氧化性能。8Co-1Ce-1Mn催化剂用于CO-PROX反应，在空速为80,000 ml·h-1·gcat-1、反应气中同时含有CO2和H2O的条件下，在160～180℃之间可以完全去除CO。MnOx在催化剂中的作用主要是提高CeO2和Co3O4的分散度，使CeO2与Co3O4充分接触，促进CeO2与Co3O4相互作用，从而进一步减小Co3O4的晶粒，提高Co3+/Co2+比值。
8Co-1Ce-1Mn催化剂在CO-PROX反应中的稳定性不好，但通过高温氧化处理，可以使失活的催化剂完全再生。CO2对催化剂的稳定性影响较大，它在催化剂表面以较稳定的碳酸盐形式吸附，占据了催化剂的活性位，影响了Con+的氧化还原过程，从而导致催化剂失活。失活催化剂内的Co3+比例有所降低，因而氧化反应所需的活性位减少，这是催化剂失活的原因之一。
本论文研究了改性Co3O4-CeO2催化剂及其对CO优先氧化反应的催化性能。重点考察了助剂FeOx、CuO、ZrO2和MnOx对Co3O4-CeO2催化剂在CO优先氧化反应中的性能影响，通过调变催化剂组分比例及焙烧温度等条件来改善催化剂的性能。应用XRD、H2-TPR、TPO、TEM、XPS、FT-IR和TPD等表征手段研究催化剂的性能和组分结构及状态之间的关系，并研究了钴催化剂在CO优先氧反应中的失活机理。
考察了助剂FeOx对Co3O4-CeO2催化剂的CO优先氧化性能的影响。少量FeOx可以提高催化剂的CO优先氧化性能，扩宽了100％CO转化率的温度窗口。在反应气中含有CO2和H2O的条件下，CO可以在160～180℃间完全被去除。但该催化剂存在CO优先氧化反应稳定性差的缺陷。研究发现，助剂FeOx可以使Co3O4和CeO2的晶粒变小，还可以增强钴铈间的相互作用，从而提高催化剂的CO优先氧化性能。
CuO对Co3O4-CeO2催化剂的性能有很大影响。少量的CuO虽然可以提高8Co-1Ce催化剂的活性，但同时也提高了催化剂的甲烷化性能，使催化剂对CO氧化的选择性大幅降低。通过调节组分的比例，可以避免甲烷化反应的发生，同时还能保持较高的CO优先氧化活性。但研究发现，Co3O4对催化剂的CO优先氧化活性基本没有贡献，催化剂主要体现的是CuO的性能。这主要是因为CuO可以破坏Co3O4和CeO2的相互作用，影响了Co3O4的氧化还原性质，导致Co3O4的催化活性降低。
当催化剂内氧化钴含量较高时，ZrO2可以明显提高Co3O4-CeO2催化剂的CO优先氧化性能。在空速为40,000ml·h-1·gcat-1、反应气中含有CO2和H2O的条件下，在160～180℃的温度范围，可以达到完全去除CO的目的。适当提高催化剂的焙烧温度，有利于形成铈锆固溶体，增强CeO2的储氧和供氧能力，从而提高催化剂的性能。
助剂MnOx可以显著提高Co3O4-CeO2催化剂的CO优先氧化性能。8Co-1Ce-1Mn催化剂用于CO-PROX反应，在空速为80,000 ml·h-1·gcat-1、反应气中同时含有CO2和H2O的条件下，在160～180℃之间可以完全去除CO。MnOx在催化剂中的作用主要是提高CeO2和Co3O4的分散度，使CeO2与Co3O4充分接触，促进CeO2与Co3O4相互作用，从而进一步减小Co3O4的晶粒，提高Co3+/Co2+比值。
8Co-1Ce-1Mn催化剂在CO-PROX反应中的稳定性不好，但通过高温氧化处理，可以使失活的催化剂完全再生。CO2对催化剂的稳定性影响较大，它在催化剂表面以较稳定的碳酸盐形式吸附，占据了催化剂的活性位，影响了Con+的氧化还原过程，从而导致催化剂失活。失活催化剂内的Co3+比例有所降低，因而氧化反应所需的活性位减少，这是催化剂失活的原因之一。