CuOx/CeO2催化剂物种变化受温度诱导的影响及其在Co-PROX反应中的催化性能研究

来源 :南京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:a369747001
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本论文分别采用固相浸渍法和液相浸渍法制备了CuOx/CeO2催化剂,用XRD,XPS,TPR等多种表征手段获悉了催化剂表面Cu物种的分布随焙烧温度诱导的变化,进一步通过CO富氢氧化反应测试,考察了其在CO-PROX(Preferential Oxidation of CO)催化反应中的催化性能,主要得到以下的结论:  第一部分:固相浸渍法制备CuOx/CeO2催化剂表面物种及在CO-PROX反应中的催化性质研究  1、随着焙烧温度升高,CuOx/CeO2催化剂表面的Cu物种研究  XRD结果显示,200℃焙烧的催化剂表面首先出现了晶相Cu2O,随着焙烧温度升高,Cu2O的晶相衍射峰逐渐减弱,然后开始出现金属Cu衍射峰,其衍射峰强度逐渐增强。这是因为以Cu(Ac)2为前驱体的CuOx/CeO2催化剂在N2气氛下焙烧时,其热分解是分步进行的,导致在不同温度下热处理可以形成不同还原态的Cu物种。  2、随着焙烧温度升高,CuOx/CeO2催化剂CO-PROX催化性能的研究  CuOx/CeO2催化剂随着焙烧温度升高,CO-PROX反应活性提高,在400℃焙烧的样品表现出最高的CO转化率,这说明还原态Cu物种有利于CO的催化氧化。  结合H2-TPR测试以及原位红外结果,随着焙烧温度升高,CuOx/CeO2催化剂还原性增强,同时CO吸附能力增强,说明能在低温条件下吸附CO的还原态Cu物种是CO-PROX反应的高活性物种。  3、晶相Cu物种对CO-PROX反应的影响  经O2,H2以及CO处理的CuCe-300样品,表面的晶相Cu物种发生了明显的变化,但是其CO-PROX反应活性并不改变,只是H2在较低温度被催化氧化,导致选择性降低,结果说明晶相Cu物种对CO氧化活性影响不明显,而对选择性影响显著,这主要归因于晶相态Cu较差的还原能力以及对CO和H2的无选择性吸附。  第二部分:液相浸渍法制备CuOx/CeO2催化剂表面物种及在CO-PROX反应中的催化性质研究  采用XRD,TPR,XPS等表征手段以及CO-PROX催化反应测试对湿法浸渍制备的CuOx/CeO2催化剂表面物种及催化活性进行了研究。考察了水溶液制备条件下,催化剂表面Cu物种随焙烧温度的变化,及其对CO-PROX反应的催化性能。用稀HNO3处理样品,考察催化剂表面的晶相Cu物种对CO-PROX的作用。分析讨论相关的实验结果,得到以下结论:  1、CuOx/CeO2催化剂表面Cu物种的研究  XRD结果显示在200℃焙烧催化剂表面首先出现了晶相Cu2O,随着焙烧温度的升高,晶相Cu2O的衍射峰变弱,金属Cu的衍射峰随之出现,升高焙烧温度,其衍射峰逐渐增强,说明提高焙烧温度,增强了催化剂表面Cu物种的还原程度。  2、CuOx/CeO2催化剂的CO-PROX反应活性研究  CuOx/CeO2催化剂对CO-PROX反应的催化性能测试,显示随着焙烧温度升高,催化剂活性先增强,然后在一定温度范围内保持不变,当继续升高焙烧温度达到500℃时,催化剂活性下降。结合TPR以及XRS结果,随着焙烧温度的升高,催化剂表面分散态Cu+先增加,当焙烧温度超过500℃,金属Cu大量产生,在催化剂表面堆积,抑制了分散态Cu+的生成而逐渐减少。  3、稀HNO3处理样品的研究  CuCe-300样品经过HNO3处理,证实了稀HNO3能将CuOx/CeO2催化剂表面大颗粒的晶相态Cu物种洗掉,但是催化剂的CO-PROX反应活性并无变化,说明主要活性物种是来自分散态的Cu物种。  4、活性物种的研究  根据以上讨论,我们最后得到结论:CuOx/CeO2催化剂的CO氧化活性与分散态Cu+物种密切相关,由于分散态Cu+能更好的吸附CO,以及降低CO分子的反应活化能,这对CO-PROX反应起关键作用。
其他文献
学位
学位
补骨脂素衍生物,又称线型呋喃香豆素,是广泛存在于植物中的一类重要的香豆素。补骨脂素及其衍生物表现出多种生物活性,如细胞毒性、植物毒性、光敏性、杀虫活性、抗菌活性以及防
学位
摄影必须超越摄影,摄影的价值和目的在于反复的发现、创造、破坏、抛弃。自摄影发展的一百多年以来,器材的更新和观念的不断变化,在历史上形成了众多流派。摄影应拓宽摄影在
学位
马克思主义关于政治的理论是在实践中不断丰富和发展的,在不同的时代有着不同的内容。江泽民同志针对新的形势和任务,以马克思主义的实践观和群众观作为观察和处理政治问题的
摘要:摄影是对艺术进行的一种表现,体育摄影将摄影艺术与体育竞赛进行了完美的结合。伴随着镜头技术的不断发展进步和数码相机的大量涌现,体育摄影越来越被普通民众所接受,然而随着体育摄影的不断大众化,使得体育摄影的艺术性逐渐衰退,体育摄影艺术境界的审美价值也发生了一定的变化,其新闻价值呈现出逐年上升的态势。  关键词:体育摄影 艺术意境 新闻价值  伴随着数码相机的不断普及以及镜头技术的飞速发展,使得体育
学位
处于限域环境中的客体分子/离子的极化行为以及它们对外界刺激的响应是某些分子基功能材料产生特殊物理性质(如铁电性、压电效应、介电异常等)的根源。作为一类结构独特的主客