近年来,Cu-Ce-O体系因价廉且催化性能优良而被广泛运用于CO低温氧化及燃料电池等研究中,呈现出广阔的应用前景。不同方法所得Cu-Ce-O催化剂的形貌和铜物种在CeO2上的分散度不同,进而其催化性能也不同。与其它方法相比,热解法中产生的副产物大都以气态形式挥发掉,因而易获得高纯度的目标产物,且该方法具有无需溶剂、产率高和反应条件易控等优点。
1.2 课题研究现状
1.2.1 CuO催化剂
1.2.2 CeO2
1.2.3 CuO-CeO2
1.3 催化剂的合成方法
1.3.1共沉淀法
共沉淀法是用以制备固体催化剂的常用方法,通常是指将不同的化学物质混合,在溶液状态下含有两种或以上阳离子。在溶液中加人适当的沉淀剂,经过滤、洗涤、干燥、焙烧后以制得所需粉体材料。
共沉淀法的优点是通过溶液中的化学反应直接使催化剂化学成分的分散均匀度达到理想状态,而且由于不受尺寸、形状等物理性质的影响,容易使材料制备得分布均匀且孔径小。此外因其制备成本低、制备周期短、工艺简单等特性也使得共沉淀法在化学研究中广为应用。
黎成勇等[19]采用共沉淀法,前驱体是纳米氧化亚铜,制备出氧化铜-二氧化铈复合氧化物催化剂,并考察了氧化铜-二氧化铈在一氧化碳催化氧化反应中的性能。其研究采用共沉淀法制备了氧化铜-二氧化铈催化剂,形态为纳米片晶体。且催化剂形态。催化剂活性等特性受制备时的焙烧温度影响。该催化剂的优点为制备价格低廉,制备方法简单等。
Kim D H[20]等采用共沉淀法制备CuO/CeO2催化剂,在温度(165-175) ℃,CO体积分数从1.0%降至低于10×10-6;原料气中引入水蒸汽和CO2,CO在温度高于200℃时可以完全转化。Jung C R[21]等研究焙烧温度对共沉淀法制备CuO/CeO2催化剂的影响,发现700 ℃焙烧的样品因形成较稳定的Cu-Ce-O固溶体而表现出最佳的活性;170 ℃时,CO转化率接近100%,选择性为50%;对CuO-CeO2进行水热处理,使Cu+迁移至催化剂表面,增加了表面Cu物种的浓度,提高了其CO优先氧化反应CO氧化活性,同时扩宽了CO高转化率的反应温度区域。
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