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高度分散的Au催化剂对CO低温氧化具有良好的催化活性,有利于降低甲醇催化制氢反应中CO的含量,从而实现氢燃料电池中甲醇对氢气的有效替代。本文以甲醇部分氧化制氢为探针反应,考察了第二组分M(M=Pd、Pt、Ag、Ru)和不同预处理条件对Au催化活性的影响。选择以Au-Pd双金属催化剂为主要考察对象,研究了Pd的含量、不同还原剂、不同保护剂、不同制备方法和复合载体对Au-Pd催化性能的影响。采用XRD、ICP、比表面积测定、H2-TPR、CH3OH(H2、CO2)-TPD等技术对催化剂中Au-Pd及其负载量、粒子大小和形态、比表面积、还原性能、吸附性能和表面碱性进行了表征。1.研究了第二组分M(Pd、Pt、Ru和Ag)对Au/CeO2催化剂进行改性作用,考察了不同预处理条件对Au催化甲醇部分氧化性能的的影响。Pd或Pt的加入能使Au/CeO2催化剂的活性提高,而Ru或Ag的加入反而使催化活性降低,催化剂的活性顺序Au70Pd30/CeO2>Au70Pt30/CeO2>Au/CeO2>Au70Ru30/CeO2>Au70Ag30/CeO2。还原后的Au70Pd30/CeO2催化剂有较高的氢气选择性,表明甲醇部分氧化中Au0含量高有利于催化剂活性和氢气选择性的提高。2.采用PVP保护乙醇还原法制备了一系列不同Pd含量的Au-Pd/CeO2催化剂。研究结果表明,Au60Pd40/CeO2催化剂中形成了较多的富Au型AuxPdy合金,降低了对甲醇的吸附温度,有利于吸附态的甲醇在催化剂表面的迁移,同时减少了对反应产物H2的吸附,这些均对甲醇部分氧化反应有利。3.研究了乙醇(ER)、乙二醇(GR)和水合肼(HR)等不同还原剂对Au-Pd/CeO2催化甲醇部分氧化活性和氢选择性的影响。与Au-Pd/CeO2(GR)和Au-Pd/CeO2(HR)催化剂相比,Au-Pd/CeO2(ER)催化剂形成的AuxPdy合金较多、比表面较大、粒子较小、分散度较高、金属与载体的相互作用较强、金属表面形成的Lewis碱中心较多,同时对甲醇和CO2的吸附量较大。4.考察了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、和聚乙二醇(PEG)等不同保护剂对Au-Pd/CeO2催化甲醇部分氧化性能的影响。Au-Pd/CeO2(PVP)催化甲醇部分氧化活性和氢选择性较好,Au沉积率较高。PVP保护剂的使用增加了Au与Pd间的协同作用,形成较多的AuxPdy合金,同时也提高了金属与载体的相互作用,载体表面形成的Ce3+较多,CeO2晶格氧较易向表面迁移,对甲醇吸附量较小及对O2吸附量较大。5.用柠檬酸钠热还原法(CA),CTAB保护沉淀法(CTAB),沉积沉淀法(DP)和PVP保护乙醇还原法(ER)等不同还原法制备了Au-Pd/CeO2催化剂。Au-Pd/CeO2(DP)催化甲醇部分氧化活性和氢选择性较好,形成的Au和AuxPdy合金粒子较小,活性组分的分散度较高,Lewis碱中心较多,对甲醇和CO2的吸附量较大,同时使甲醇的吸附温度降低,有利于吸附态的甲醇在催化剂表面的迁移。6.以不同金属复合氧化物为载体(CeO2、CeO2-TiO2、CeO2-ZrO2),采用沉积沉淀法(DP)制备了Au-Pd催化剂。Au-Pd/CeO2催化甲醇部分氧化活性较好,形成的AuxPdy合金和氧空穴较多,甲醇部分氧化活性最好。Au-Pd/CeO2-TiO2催化剂中载体的比表面积较大、金属分散度较高、金属粒子较小有利于H2选择性的提高,而Au-Pd/CeO2-ZrO2催化剂H2选择性较高是金属粒子较小和CeO2-ZrO2固溶体的形成共同作用的结果。CeO2-ZrO2和CeO2-TiO2复合载体均能提高Au-Pd催化剂的H2产率,H2选择性高是H2产率提高的主要原因。