本文關(guān)鍵詞：催化劑形貌和摻雜碳納米管對銅鈰催化劑催化性能影響的研究

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【摘要】：富氫氣中優(yōu)先氧化反應(yīng)被認(rèn)為是凈化燃料電池原料氣中CO最理想的方法。非貴金屬CuO-CeO2催化劑因為在電池工作溫度范圍內(nèi)具有高CO轉(zhuǎn)化率和C02選擇性,較低成本而頗具工業(yè)應(yīng)用前景。本論文通過設(shè)計制備具有多層空腔結(jié)構(gòu)的CeO2/CuO催化劑和蛋殼結(jié)構(gòu)CeO2/CNTs-CuO催化劑來探究催化劑形貌和添加碳納米管對催化劑性能的影響。通過SEM, TEM/HRTEM、XRD、H2-TPR、N2-吸脫附和XPS等表征手段對催化劑的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征,具體研究內(nèi)容如下：1、通過模板法和浸漬法制備具有多層空腔結(jié)構(gòu)的CeO2/CuO催化劑。催化劑中Ce02和CuO交替層狀結(jié)構(gòu)降低了CuO的團(tuán)聚并提高了Ce02的分散程度。最優(yōu)的Ce02負(fù)載量為催化劑提供了高濃度的活性位點。2、通過使用不同種類模板劑制備CeO2/CuO催化劑。制得的催化劑比表面積與模板劑中所含的親水基團(tuán)數(shù)量有關(guān),大比表面積有利于反應(yīng)氣體的吸附從而獲得高活性。3、通過自組裝方法和浸漬法合成CeO2/xCNTs-CuO雜合球催化劑。蛋殼結(jié)構(gòu)的催化劑保證了Ce02和CuO較大的接觸界面。隨著CNTs摻雜量的增加,Ce3+和Olatt濃度增加。CNTs的加入提高了催化劑的催化活性及抗H20和C02的性能。
【關(guān)鍵詞】：氧化銅 氧化鈰 形貌 碳納米管 優(yōu)先氧化
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 綜述10-23
• 1.1 燃料電池的發(fā)展背景10-15
• 1.1.1 能源戰(zhàn)略10-11
• 1.1.2 氫能的應(yīng)用-燃料電池11
• 1.1.3 質(zhì)子交換膜燃料電池11-13
• 1.1.4 一氧化碳優(yōu)先氧化13-15
• 1.2 一氧化碳優(yōu)先氧化催化劑進(jìn)展15-21
• 1.2.1 非貴金屬催化劑15-17
• 1.2.2 貴金屬鉑系催化劑17-19
• 1.2.3 貴金屬金催化劑19-21
• 1.3 論文選題依據(jù)、研究內(nèi)容及創(chuàng)新點21-23
• 1.3.1 論文選題依據(jù)21
• 1.3.2 論文研究內(nèi)容21
• 1.3.3 論文研究的創(chuàng)新點21-23
• 第二章 催化劑的表征與實驗設(shè)備23-27
• 2.1 實驗試劑23
• 2.2 主要設(shè)備23-24
• 2.3 實驗測試儀器及測試條件24-27
• 2.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)24
• 2.3.2 透射電子顯微鏡(TEM)24
• 2.3.3 X射線粉末衍射測試(XRD)24
• 2.3.4 電感耦合等離子體(ICP)測試24-25
• 2.3.5 N_2吸附-脫附測試(N_2 adsorption-desorption)25
• 2.3.6 H_2程序升溫還原測試(H_2-TPR)25
• 2.3.7 X射線光電子能譜測試(XPS)25
• 2.3.8 催化劑性能測試25-27
• 第三章 用于CO-PROX的具有多層空腔結(jié)構(gòu)的CeO_2/CuO催化劑27-40
• 3.1 引言27
• 3.2 實驗部分27-28
• 3.2.1 CuO載體的制備28
• 3.2.2 CeO_2/CuO催化劑的制備28
• 3.3 催化劑的表征28-36
• 3.3.1 SEM結(jié)果分析28-30
• 3.3.2 TEM結(jié)果分析30-33
• 3.3.3 XRD結(jié)果分析33-34
• 3.3.4 N_2吸附-脫附結(jié)果分析34-35
• 3.3.5 TPR結(jié)果分析35-36
• 3.4 催化劑活性測試36-38
• 3.5 催化劑形成機(jī)理38-39
• 3.6 結(jié)論39-40
• 第四章 表面活性劑的種類對CeO_2/CuO催化劑結(jié)構(gòu)和性能的影響40-51
• 4.1 引言40
• 4.2 實驗部分40-41
• 4.2.1 不同表面模板多層空腔CuO載體40-41
• 4.2.2 CeO_2/CuO催化劑的制備41
• 4.3 不同表面模板CeO_2/CuO催化劑的表征41-49
• 4.3.1 SEM結(jié)果分析41-42
• 4.3.2 XRD結(jié)果分析42-44
• 4.3.3 N_2吸附-脫附結(jié)果分析44-47
• 4.3.4 TPR結(jié)果分析47
• 4.3.5 活性結(jié)果分析47-49
• 4.4 催化劑形成機(jī)理49-50
• 4.5 結(jié)論50-51
• 第五章 摻雜CNTs對CeO_2/CNTs-CuO催化劑抗CO_2和H_2O性能的影響51-67
• 5.1 引言51
• 5.2 實驗部分51-52
• 5.2.1 xCNTs-CuO載體的制備51-52
• 5.2.2 CeO_2/xCNTs-CuO催化劑52
• 5.3 催化劑的表征52-64
• 5.3.1 SEM結(jié)果分析52-53
• 5.3.2 EDX結(jié)果分析53-54
• 5.3.3 TEM分析54-56
• 5.3.4 XRD結(jié)果分析56-57
• 5.3.5 N_2吸脫附結(jié)果分析57-58
• 5.3.6 TPR結(jié)果分析58-60
• 5.3.7 XPS結(jié)果分析60-64
• 5.4 催化劑的活性評價64-66
• 5.4.1 催化活性64-65
• 5.4.2 加入CO_2和H_2O對催化活性的影響65-66
• 5.5 結(jié)論66-67
• 第六章 結(jié)論及展望67-69
• 6.1 全文總結(jié)67-68
• 6.2 展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 碩士期間論文發(fā)表情況74-75
• 致謝75-76

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本文編號：1111166