不同载体负载的pd催化剂上co氧化性能比较

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1、第３８卷第５期稀有金属材料与工程Ｖ０１．３８，Ｎｏ．５２００９焦５月ＲＡＲＥＭＥＴＡＬＭＡＴＥＲＩＡＬＳＡＮＤＥＮＧｎ惦ＥＲＩＮＧＭａｙ２００９不同载体负载的Ｐｄ催化剂上ＣＯ氧化性能比较毕玉水，赵晓红（泰山医学院，山东泰安２７１０１６）摘要：采用沉淀．沉积法制备了一系列不同载体负载的纳米Ｐｄ催化剂。以ＣＯ氧化为模型反应，考察了载体差异对催化剂ＣＯ催化氧化性能的影响。结果发现，载体对Ｐｄ催化剂的ＣＯ催化氧化性能影响较大，以分子筛为载体的Ｐｄ催化剂的活性明显优于金属氧化物担载的催化剂。同时，考察了反应温度、时间、空速及加湿

2、条件等对催化荆ＣＯ氧化活性的影响，并利用ＸＲＤ和ＸＰＳ等测试手段对催化剂体相结构和表面状态进行了表征。结果表明：催化剂的活性随着反应温度的升高而增加，随着空速的增加而降低。ＸＲＤ和ＸＰＳ结果证实不同载体负载的催化剂其表面活性Ｐｄ物种的状态有较大差异，分子筛载体利于活性Ｐｄ物种向催化剂表面迁移，这种作用以及Ｐｄ物种的高分散与催化剂的活性直接相关。关键词：载体；Ｐｄ催化剂；ＣＯ氧化；活性中图法分类号；０６４３．３文献标识码；Ａ文章编号：１００２－１８５Ｘ（２００９）０５・０８７０—０６低温ＣＯ催化氧化在环境保护，空气净化、封闭内循环式Ｃ

3、０２激光器、ＣＯ气体传感器，ＣＯ防毒面罩以及燃料电池等方面具有广阔的应用前景，因而倍受关注【卜４】。此外在理论研究方面，该反应还常常用作研究氧化催化剂的模型反应，以揭示催化剂结构与性能性质对负载Ａｕ催化剂的ＮＯ还原活性、Ｈ２和ＣＯ氧化活性有显著影响【１８】。Ｍｏｔｏ等【１９】发现负载在Ｓｉ０２、Ａ１２０３和Ｓｉ０２．Ａ１２０３上的Ｐｄ催化剂的ＣＨ４氧化活性和反应动力学参数各不相同。钟依均等【２０】发现载体对银催化剂的ＣＯ氧化活性及其表面氧化性质影响较大。的关系，探讨其反应机理【５ｑ０１。目前，有关Ｐｄ催化ＣＯ氧化新材料的研究较为活

4、跃，ＣＯ的低温催化氧化是典型的表面催化反应，催化反应取决于表面活性中心的性质。贵金属以其良好的ＣＯ、０２吸附和活化性能是催化ＣＯ完全氧化的首选催化剂。Ｐｄ是这类催化剂的常用活性组分。对其反应机理，一般认为Ｐｄ催化剂上的ＣＯ氧化遵循Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｈｉｎｓｈｅｌｗｏｏｄ机制【１卜”】，然而对于活性物种的研究，却仍存在诸多分歧。如有文献认为［１４．ｔ５】，Ｐｄ催化剂表面的活性物种为零价金属Ｐｄ粒子，而Ｌｕｏ等【１６】研究认为ＰｄＯ是主要活性物种，Ｖｅｎｅｚｉａ，Ｊａｅｇｅｒ等【６’１７】的研究则证明催化剂表面活性组分为Ｐｄ和ＰｄＯ，Ｋｕｌ

5、ｓｈｒｅｓｈｔｈａ等【７】研究提出一定量非化学计量ＰｄＯ。（０＜朋＜１＝的形成对ＣＯ氧化反应有促进作用。一般而言，催化剂的活性中心常常为一些结构缺陷位，若活性高，其稳定性相对就差，因此要同时满足活性和稳定性的要求较为困难，这是目前催化剂设计遇到的重要瓶颈。载体对催化剂的活性和稳定性影但以分子筛为载体的催化剂设计、制备与反应化学研究还很少涉及。分子筛具有较大的比表面积、较高的稳定性和丰富的三维立体空间孔结构等特点，并同时兼备纳米材料的特征，在其表面构建催化活性中心可望起到多功能催化的作用【２１１。负载型Ｐｄ催化剂通常采用传统浸渍法制备，

6、即先将活性组分与载体等体积浸渍，使活性组分分散在载体上，然后经煅烧等后续处理制得；这样制备的催化剂其活性和稳定性一般不高，活性组分分散度较差。本研究采用沉淀．沉积法，以Ｐｄ为主活性组分，以结构不同的１３Ｘ和ＺＳＭ．５分子筛为载体制备催化剂，并与传统氧化物载体负载的催化剂相比较，考察载体对催化剂ＣＯ氧化性能的影响，还与ＸＲＤ和ＸＰＳ等表征结果相关联，详细探讨了不同载体负载的催化剂其表面状态与催化反应性能之间的构效关系和ＣＯ氧化反应机理。响较大，因此许多研究者将工作重点转移到载体上，其中研究较多的是氧化物载体。例如：氧化物载体的１实验

7、收稿日期：２００８－０５．１０基金项目：泰山医学院博士基金项ＩＥｌ（９３９）；泰山医学院自然科学科研计划项ｌ目（２００７ｚｋ０６８）．泰山医学院青年科学基金资助项Ｉ目（９７２）作者简介：毕玉水，男，１９７７年生，博士，副教授，泰山医学院化学与化学工程学院，山东泰安２７１０１６，Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｓｂｉ＠ｔｓｍｃ．ｅｄｕ．ｃｎ万方数据第５期毕玉水等：不同载体负载的Ｐｄ催化剂上ＣＯ氧化性能比较－８７１・载体Ｓｉ０２由青岛海洋化工厂提供，１３Ｘ分子筛伽ｓ加＾ｌ＿５）由上海环球联碳分子筛有限公司提供，ＺＳＭ．５分子筛（ｎｓｉ／ｎ＾ｌ＿１８）由

8、兰州炼油总厂催化剂厂提供，Ｃｅ０２由硝酸亚铈经６５０℃空气气氛中分解４ｈ制得。硝酸钯由中国医药集团上海化学试剂公司提供。负载型Ｐｄ催化剂采用沉淀．沉积法制备，Ｐｄ负载量为Ｏ．７％（质量分数）。根据催化剂的组