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cuomxoy催化剂在水煤气变换反应中的应用word格式论文
烟台大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明: 所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取 得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写 过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名:日期:年月日学位论文使用授权说明本人完全了解烟台大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,即:?按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本;?学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;?学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;?在不以赢利为目的的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。(必威体育官网网址论文在解密后遵守此规定)论文作者签名:导师签名: 日期:年月日烟 台 大 学 硕 士 学 位 论 文版权声明任何收存和保管本论文各种版本的单位和个人,未经本论文作者同意,不得将 本论文转借他人,亦不得随意复制、抄录、拍照或以任何方式传播。否则,引起有 碍作者著作权之问题,将可能承担法律责任。摘要寻找低温高活性和高稳定性的水煤气变换反应催化剂是燃料电池商业化应用的关键技 术之一。目前,传统的低温 Cu-Zn 系和高温 Fe-Cr 系水煤气变换反应催化剂均不能满足燃料 电池的要求。本文采用双功能变换催化剂,将 CuO 负载在 CeO2 及 Fe2O3 载体上,通过对其 制备方法、组分含量、氧化物掺杂改性等因素的考察,对催化剂从物理和化学性质上进行优 化改良,从而获得具有低温高活性和高稳定性的水煤气变换反应催化剂。采用 N2 物理吸附、 X-射线粉末衍射(XRD)、H2-程序升温还原( H2-TPR)、透射电镜(TEM)、X 光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)等表征手段对催化剂进行了结构和物相分析, 并与催化剂的活性结果相关联,得到一些具有理论意义与应用价值的结论。通过理论与实践 的结合,制备出所需的低温高活性和高稳定性催化剂。论文所得主要结果如下:1. 采用共沉淀法制备了 CuO-CeO2 催化剂,优化了制备方法、 CuO 含量、H2 预处理温度及 沉淀剂滴加方式等制备参数。结果表明:共沉淀法制备的 20% CuO-CeO2 催化剂表现出相对 较高的水煤气变换反应活性;并流沉淀剂可以进一步提高 CuO 分散度,降低催化剂的还原 温度;H2 预处理可以使催化剂在反应前生成活性组分 Cu0 和 Cu+,有利于水煤气变换反应的 进行,但过度还原会破坏 CuO 与载体 CeO2 的相互作用,对反应不利。2. 通过改变催化剂的组成,发现经 500℃焙烧的 50% CuO-Fe2O3 和 60% CuO-Fe2O3 催化剂 经 200℃ H2 还原处理后活性相对较好,在 250℃时 CO 转化率分别可达 52.8%和 54.8%。Cu+ 和 Cu0 的协同被认为是主要的活性组分,但 CuO 与载体之间的相互作用所产生的 CuFe2O4 物相对水煤气变换反应也有积极贡献。催化剂的活性与稳定性测试结果表明,过度 还原会破坏 CuO 与 Fe2O3 之间的相互作用,导致活性下降;CuO-Fe2O3 催化剂在反应 30h 后 粒径明显增大,活性组分发生烧结,导致催化剂稳定性下降。3. 掺杂 NiO、Al2O3、CeO2 等金属氧化物,可在一定程度上抑制 CuO-Fe2O3 催化剂颗粒的聚 集与烧结,明显提高了催化剂的稳定性。2.5% Al2O3-CuO-Fe2O3 催化剂不仅具有良好的低温 活性,在 250℃时 CO 转化率可达 82%,而且在反应 30h 后没有发现活性下降,表现出良好 的低温高活性和高稳定性。关键词:氧化铜;氧化铈;氧化铁;氧化铝;铁酸铜;共沉淀法;水煤气变换反应AbstractIt is the key for commercialization of fuel cell to seach a catalyst which has high activity and stability at low temperatures in water-gas shifts reaction. Both of industral middle-temperature Cu-Zn and high-temperature Fe-Cr catalysts cant meet the requirements of fuel cell at low temperature. The double-function CuO-CeO2 and CuO-Fe2O3 catalysts were expected to solve the pro
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