金催化剂的改性及其在水煤气变换反应中的催化性能

来源 :烟台大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:klammj
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
自上世纪90年代开始,受能源危机和环境保护的要求,研制具有低温高活性、高稳定性的水煤气变换反应催化剂成为催化研究的热点之一。研究表明,氧化铈负载纳米金催化剂具有良好的催化性能。本论文通过添加第二金属、以碱金属为助剂、以氧化铈基复合材料为载体等手段来调变催化剂的结构与电子性质,提高金催化剂对水煤气变换反应的催化活性与稳定性。采用N2物理吸附、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)及X射线光电子能谱(XPS)等分析表征技术研究了这些调变因素对金催化剂结构与性能的影响,获得了一些很有意义的实验结果。结合催化剂的结构表征与反应活性,得出了一些具有创新性的结论,为开发具有优良水煤气变换反应活性的新型纳米金催化剂提供理论和实验依据。   论文所得主要结果如下:   1.第二金属(M=Ag、Pt、Ni、Cu、Pd)的加入不同程度地改变了Au-M/CeO2双金属催化剂对水煤气变换反应的催化性能,这种改变既与第二金属的本性有关,也与其加入方式有关。其中,采用Au、Pt共同浸渍法制备的Au-Pt/CeO2催化剂显示出良好的水煤气变换反应活性。研究发现,Au-Pt/CeO2催化剂具有较好的介孔结构,Pt的加入使CeO2体相晶格氧的还原变得容易,有利于催化剂表面Ce3+的富集以及氧空缺的产生;同时,由于Au与Pt之间存在一定的电子转移相互作用,金呈现部分氧化态(Aud+)。   2.Au(Pt)/CeO2催化剂的水煤气变换反应活性明显受碱金属助剂及其负载量的影响。在Na、K、Rb、Cs碱金属助剂中,K具有最好的改性效果。当K负载量为0.025%时,K-Au(Pt)/CeO2催化剂对水煤气变换反应的活性得到最大提高,CO转化率达到95.0%。这是因为K的加入虽然使Pt2+的还原变得困难,但有利于CeO2还原产生更多的Ce3+和氧空位;同时,由于K的给电子作用,使呈现部分氧化态的金又被还原到零价态。此外,K的引入也能使表面金、铂及氧化铈相对富集,因而活性组分增多,活性得到显著提高。   3.将CeO2负载在比表面积更大的Al2O3、SiO2载体上,得到高比表面的CeO2-Al2O3、CeO2-SiO2复合载体。其中复合载体的制备方法、CeO2负载量及焙烧温度等因素都对所得复合载体的性能产生很大影响,进而直接影响到复合载体负载金催化剂的水煤气变换反应活性。对CeO2-Al2O3载体,Al2O3作为结构性助剂在反应条件下能够阻止Au纳米粒子的聚集,具有稳定纳米金粒子和CeO2的作用,因此Al2O3的存在使Au/CeO2的水煤气变换反应活性进一步得到提高。而对CeO2-SiO2载体,虽然SiO2的存在增大了复合载体的比表面积,但由于CeO2与SiO2之间的相互作用较弱,加上SiO2载体本身对水煤气变换反应的不敏感性,因而,负载Au催化剂的活性反而不及Au/CeO2。   4.以自制的SBA-15为硬模板合成了有序介孔碳材料CMK-3,再以此材料为基底,合成了介孔CeO2材料。表征结果显示,该材料具有高度有序介孔结构,比表面积大(104 m2/g),是一种良好的有序介孔金属氧化物材料。
其他文献
(本刊讯)近日,车语传媒与《中华商标》杂志签署战略合作协议,自2017年起,全面独家总代理《中华商标》杂志的广告业务。此次合作标志着两家优质媒体平台实现强强联手,开启全新
本文采用电沉积法制备不同表面活性剂改性PbO2电极,考察了单种表面活性剂(PEG、PVA、AOT)及表面活性剂复配对PbO2电极性能的影响规律。采用SEM、XRD、EDS、电化学阻抗谱(EIS)
分子在吸收能量高于电离阈值(一般在10eV以上)光子之后可以被激发到超激发态,正负离子对解离是这种超激发态的一个比较特殊的退激发通道。通过探测正负离子对解离出来的负离子
随着时代的发展,关注民生新闻类节目受到的人数越来越多,全国各地电视台对民生新闻节目重视度也有了很大的提升,并推出具有当地特色的电视民生新闻节目。目前,民生新闻节目正
校园新媒体是最近几年一种新兴的大学校园媒体形式,主要是指基于网络的校园手机信息平台。新媒体已经广泛渗透到大学生校园生活的方方面面,为高校思想政治教育带来的新的机遇
两亲性生物相容性可降解高分子由于其独特的结构,可以在水中自组装,形成各种形式的聚集体。这些聚集体可以包载药物分子,已成为药物输送载体的重要研究领域。   作为药物或基
超级电容器与其它二次电池相比具有高的功率密度、优异的循环稳定性、快的充放电速率以及操作安全等优良特性,近些年来吸引了国内外研究者越来越多的兴趣。在众多的赝电容电极材料中,聚苯胺(PANI)由于其快速的氧化还原速率、较高的理论赝电容、较低的成本以及简易的合成工艺等优点,被认为是极具潜力的电极材料,吸引了研究者们的广泛关注。但是,PANI不可避免的具有循环稳定性差的缺陷,为了解决这一问题,研究者致力于
无卤、低毒、绿色环保阻燃剂的研发是当今阻燃剂发展的主要趋势,其中阻燃效率高的多元素协同阻燃剂引起了广泛的关注。因此,对含磷、氮和硅三种阻燃元素的研究成为了阻燃材料领
全面总结“十二五”时期中国广播影视改革发展新经验新情况深入分析“十三五”时期中国广播影视改革发展新目标新举措广播影视如何创新改革才能坚持把社会效益放在首位,实现
随着经济、科学技术的发展,生态环境的保护问题已经成为人们最关注的课题之一。半导体光催化作为环境污染处理的一个新领域,具有高效降解有机污染物的潜能。半导体催化剂中,介孔TiO_2具有来源丰富,价格低廉,无毒,化学稳定性良好等特点,因此被广泛应用于环境污染处理领域。介孔TiO_2具有高比表面积,优越的吸附性能,易于反应物进入的有序孔道结构等特点。但是由于TiO_2的禁带宽度较大,必须在高能的紫外光辐射