采用水熱法制備了具有不同Y摻雜量的單分散ZrO₂納米粒子（n（Y）/n（Y+Zr）=0-5%）,并以其為載體采用沉積-沉淀法制得CuO/ZrO₂催化劑;考察了富氫氣氛下上述催化劑的水煤氣變換反應(yīng)（WGS）催化性能。結(jié)果表明,摻雜Y后催化劑的活性明顯提高,其中,載體摻雜2%Y的催化劑具有最佳的催化活性,在270℃時的CO轉(zhuǎn)化率高達91.4%,明顯高于研究較多的CuO/ZnO和CuO/CeO₂催化劑。X射線粉末衍射、N₂物理吸附-脫附、N₂O滴定、掃描電鏡和CO程序升溫還原等表征結(jié)果表明,Y³⁺摻入了ZrO₂的晶格并對催化劑的結(jié)構(gòu)和還原性能產(chǎn)生直接影響。Y助劑的引入一方面促進了CuO在ZrO₂表面的分散,提高了催化劑表面活性Cu-[O]-Zr物種的含量;另一方面,改善了催化劑的顆粒單分散性和織構(gòu)性能。載體摻雜2%Y助劑的樣品具有較高的Cu-[O]-Zr物種含量、較佳的顆粒單分散性和織構(gòu)性能,且其表面的Cu-[O]-Z... 

【文章來源】：燃料化學(xué)學(xué)報. 2017,45(09)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

摻雜不同含量Y助劑的CuO/ZrO2催化劑的XＲD譜圖

圖2摻雜不同含量Y助劑的CuO/ZrO2催化劑的SEM照片F(xiàn)igure2SEMimagesofY-dopedCuO/ZrO2catalysts(a):Cu/Zr;(b):Cu/Zr-2Y;(c):Cu/Zr-5Y為研究Y助劑對CuO/ZrO2催化劑織構(gòu)性能的影響，作者對系列樣品進行了N2物理吸附-脫附表征，結(jié)果見圖3。由圖3(a)可知，各樣品的N2物理吸附-脫附曲線均為Ⅳ型曲線(BDDT分類)，滯后環(huán)屬于H1型，反映的是規(guī)則有序的顆粒堆積孔［28］。圖3(b)為采用BJH方法由脫附支數(shù)據(jù)計算得到的各樣品的孔徑分布圖。由圖3(b)可知，各樣品均呈現(xiàn)出雙孔分布的孔結(jié)構(gòu):小于5nm的孔為ZrO2顆粒內(nèi)部由小晶粒堆積形成的一次孔;孔徑在5－110nm的孔為ZrO2顆粒堆積形成二次孔。樣品中兩類孔的分布與Y助劑的摻雜量密切相關(guān)。相比于樣品Cu/Zr，樣品Cu/Zr-2Y中兩類孔的數(shù)目均明顯增多。其中，一次孔增多可能與該樣品m-ZrO2晶粒粒徑較小有關(guān)，二次孔增多則可能與該樣品較好的顆粒單分散性有關(guān)。當載體中Y摻雜量增至5%時，樣品中的兩類孔的數(shù)目卻明顯減少(依然多于樣品Cu/Zr)。對比SEM結(jié)果，該樣品一次孔的減少可能與樣品顆粒形貌的改變(即顆粒內(nèi)小晶粒間堆積方式的改變)有關(guān)，顆粒間的團聚則可能是該樣品二次孔數(shù)目減少的主要原因。此外，各樣品的BET比表面積和孔容積(見表1)大小順序均為:Cu/Zr-2Y＞Cu/Zr-5Y＞Cu/Zr，這與各樣品中的一次孔及二次孔數(shù)目呈現(xiàn)很好的關(guān)聯(lián)性。上述結(jié)果表明，載體中摻入2%和5%Y助劑均會明顯改善CuO/ZrO2催化劑的織構(gòu)性能，且Y摻雜量為2%時改善效果較佳。圖3摻雜不同含量Y助劑的CuO/ZrO2催化劑的N2物理吸附-脫附曲線(a)和孔徑分布(b)Figure3N2adsorption-desorptionisotherms(a)andporesizedistribution(b)ofY-dopedCuO/ZrO2catalysts2．2催化劑的

圖2摻雜不同含量Y助劑的CuO/ZrO2催化劑的SEM照片F(xiàn)igure2SEMimagesofY-dopedCuO/ZrO2catalysts(a):Cu/Zr;(b):Cu/Zr-2Y;(c):Cu/Zr-5Y為研究Y助劑對CuO/ZrO2催化劑織構(gòu)性能的影響，作者對系列樣品進行了N2物理吸附-脫附表征，結(jié)果見圖3。由圖3(a)可知，各樣品的N2物理吸附-脫附曲線均為Ⅳ型曲線(BDDT分類)，滯后環(huán)屬于H1型，反映的是規(guī)則有序的顆粒堆積孔［28］。圖3(b)為采用BJH方法由脫附支數(shù)據(jù)計算得到的各樣品的孔徑分布圖。由圖3(b)可知，各樣品均呈現(xiàn)出雙孔分布的孔結(jié)構(gòu):小于5nm的孔為ZrO2顆粒內(nèi)部由小晶粒堆積形成的一次孔;孔徑在5－110nm的孔為ZrO2顆粒堆積形成二次孔。樣品中兩類孔的分布與Y助劑的摻雜量密切相關(guān)。相比于樣品Cu/Zr，樣品Cu/Zr-2Y中兩類孔的數(shù)目均明顯增多。其中，一次孔增多可能與該樣品m-ZrO2晶粒粒徑較小有關(guān)，二次孔增多則可能與該樣品較好的顆粒單分散性有關(guān)。當載體中Y摻雜量增至5%時，樣品中的兩類孔的數(shù)目卻明顯減少(依然多于樣品Cu/Zr)。對比SEM結(jié)果，該樣品一次孔的減少可能與樣品顆粒形貌的改變(即顆粒內(nèi)小晶粒間堆積方式的改變)有關(guān)，顆粒間的團聚則可能是該樣品二次孔數(shù)目減少的主要原因。此外，各樣品的BET比表面積和孔容積(見表1)大小順序均為:Cu/Zr-2Y＞Cu/Zr-5Y＞Cu/Zr，這與各樣品中的一次孔及二次孔數(shù)目呈現(xiàn)很好的關(guān)聯(lián)性。上述結(jié)果表明，載體中摻入2%和5%Y助劑均會明顯改善CuO/ZrO2催化劑的織構(gòu)性能，且Y摻雜量為2%時改善效果較佳。圖3摻雜不同含量Y助劑的CuO/ZrO2催化劑的N2物理吸附-脫附曲線(a)和孔徑分布(b)Figure3N2adsorption-desorptionisotherms(a)andporesizedistribution(b)ofY-dopedCuO/ZrO2catalysts2．2催化劑的

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3439946