cuoce1-xmxo2-δ(m=cu,cr)催化剂用于富氢气氛中co优先氧化的研究

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1、CuO/Ce1-xMxO2-（M=Cu，Cr）催化剂用于富氢气氛中CO优先氧化的研究PreferentialOxidationofCOinHydrogenRichStreamoverCuO/Ce1-xMxO2-（M=Cu，Cr）Catalysts领域：化学工程研究生：杨丽娟指导教师：孟明教授企业导师：于海斌教授级高工天津大学化工学院二零一四年五月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学

2、或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据摘要本文首先采用共沉淀

3、法和沉积沉淀法制备了一系列非化学计量的Ce1-xCuxO2-固溶体载体及其负载的CuO/Ce1-xCuxO2-(x=0,0.005,0.022,0.043)催化剂，并考察了它们在富氢气氛中对CO的优先氧化（COPROX）性能。运用BET，XRD，LRS，TEM，HRTEM，H2-TPR，O2-TPO，N2O化学吸附以及in-situDRIFTS等技术对催化剂进行了表征。XRD，LRS和H2-TPR结果一致证明，少2+量的Cu离子可以掺进CeO2晶格，形成非化学计量的Ce1-xCuxO2-固溶体，该固溶体比纯CeO2表现出了更好的氧化还

4、原性能。与CuO/CeO2催化剂相比，Ce1-xCuxO2-固溶体负载的CuO/Ce1-xCuxO2-催化剂也表现出更为优异的COPROX性能，其中总铜含量为15%的CuO/Ce0.978Cu0.022O2-催化剂表现出了最好的COPROX催化性能，显示出了最低的起始CO完全转化温度(115℃)，且在该温度下O2至CO2的选择性可高达100%。表征结果表明，更多氧空穴的出现，更好的氧化还原能力以及较强的CO化学吸附能力是该催化剂活性高的主要原+0因。In-situDRIFTS结果表明，Cu是CO氧化反应的主要活性位，而Cu则更利于H2

5、的活化和氧化。对最优催化剂CuO/Ce0.978Cu0.022O2-进行了抗H2O和CO2性能测试，结果表明，H2O和CO2的添加对CuO/Ce0.978Cu0.022O2-催化剂产生明显的负效应，不仅CO完全转化起始温度升高，而且CO完全转化温度窗口变窄，但这种负效应是可逆的，即去除反应气中的H2O和CO2，催化剂的活性可基本恢复。本文还考察了Cr的掺杂对CuO/Ce1-xCrxO2-催化剂（x=0，0.013，0.026，0.077，0.124）用于COPROX性能的影响，运用BET，XRD，LRS，H2-TPR和O2-TPD等技

6、术对催化剂进行了表征。结果表明，当Cr/(Ce+Cr)=0.026时，相应的催化剂CuO/Ce0.974Cr0.026O2-δ对COPROX活性最好。系列表征结果表明，该催化剂具有最多的氧空穴数量，最好的氧化还原性能，以及最佳的O2吸附性能，这些因素决定了该催化剂对COPROX反应的优越的催化性能。关键词：Ce1-xCuxO2-固溶体、CuO/Ce1-xCuxO2-、CuO/Ce1-xCrxO2-、一氧化碳优先氧化万方数据ABSTRACTAseriesofCe1-xCuxO2-non-stoichiometricsolidsolut

7、ionsandtheirsupportedcoppercatalystsCuO/Ce1-xCuxO2-(x=0,0.005,0.022,0.043)werepreparedbyco-precipitationanddeposition–precipitation,respectively，whichwereemployedforthepreferentialoxidationofCO(COPROX)inhydrogen-richstream.MultipletechniquesofN2sorption(BET),XRD,LaserRama

8、nspectroscopy(LRS),HRTEM,H2-TPR,O2-TPO,N2Ochemisorptionandin-situDRIFTSwereusedforcatalys