《专外与文献检索》
课程考查。一号宋体）
专业：化学工程与工艺2010级。
班级：工艺一班。
学号：20100380113
姓名：马汝甲。
日期：2023年06月。
二号宋体）2011－2012学年第二学期《专外与文献检索》
课程考查成绩细则。
成绩。专外与文献检索》课程考查。
富氢气氛中一氧化碳的选择氧化。
马汝甲。郑州大学化工与能源学院化学工程与工艺一班）
摘要：近年来人们对在富氢气氛中多种性能的催化剂对一氧化碳的选择氧化的影响效果进行了研究，并发现了一些催化性能更好的催化剂。本人在查阅了一定数量的文献后，对多种催化剂的催化研究作了归纳总结。
关键词：富氢气氛 ，一氧化碳选择氧化，催化剂。
前言：燃料电池是当今未解决能源危机和大气污染及温室气体效应问题而最后关注的技术之一。它是一个电化学转换装置，以氧和氢为原料产生电、水和热能，效率比普通内燃机高2倍以上。
其中质子交换膜燃料电池既可以作为移动动力源又可以用于固定发电系统，潜在着巨大的应用市场。目前，由于质子交换膜燃料电池的阳极催化剂以铂为主要活性成分，由于反应温度低，所以易被co中毒。所以为了降低co的浓度，就需要寻找一些更理想的催化剂。
本文就多种催化剂及对一氧化碳的选择氧化的效果进行观察研究，通过比较总结期望可以针对目标反应开发出廉价高效的催化剂。
正文：1 燃料电池示意图 [1]
2．1富氢气氛中co选择氧化用纳米铜铈催化剂的研究 [1]
二氧化铈是一种萤石结构的氧化物，其氧空穴具有易还原和高流动性的性质。co在氧化铈上反应机理被认为是一种晶格氧和氧空穴参与的氧化还原反应，因此氧空穴对二氧化铈催化剂的催化活性有重要的影响。当进行低电荷阳离子(如cu, co等)掺杂时二氧化铈催化剂对co的氧化具有非常好的催化活性。
催化剂的制备方法对于催化剂的催化性能具有决定性的影响。目前制备铜铈催化剂的方法主要有沉淀一沉积法、共沉淀法、溶胶一凝胶法法和尿素燃烧法等等。其中，，发现这两种制备方法所制得铜饰催化剂都具有良好的催化性能，即使在高空速的反应条件下(gsvh=120,000 ml g-1 h-1, feed:
1.0% co, 1.0% 02, 50% h2, balance ar.
)，co的浓度在低于150℃的温度下也可以被降低至1 ooppm以下。相对较于***催化剂或者其他制备方法制得的铜饰催化剂，这一结果具有一定的先进性。
2.2纳米co3o4和co-mn-o复合氧化物分别在富氢气氛下co选择氧化反应中的催化性能的研究 [2]
2.2.1 纳米co3o4在富氢气氛下co选择氧化反应中的催化性能。
催化剂的形貌或大小常常与其催化性能之间存在着一定的关联。当水热合成反应时间较短，合成的催化剂颗粒小比表面积小，有利于显示较高催化活性。但是由于水热反应时间太短<6h，反应不完全，制得催化剂的收率低(50%)，不便进行实验研究。
因此我们选择反应完全的水热合成时间超过6h制备的co3o4样品进行co选择氧化催化性能测试。 在催化剂颗粒粒径相当的情况下，水热合成6h制得球针状co3o4的催化活性要略高于水热合成18h制得片状co3o4。这可能与组成球针状的co3o4的纳米颗粒之间间隔大，比较疏松，比表面积大(62 m2/g)，而片状co3o4纳米颗粒之间堆积紧密，相应的比表面积小(56衬/g)有关。
总之，无论是我们合成的球针状还是片状co3o4，其催化活性较市销的商品co3o4优异。
2.2.2 co-mn-o复合氧化物在富氢气氛下co选择氧化反应中的催化性能的研究。
通过实验得到，单一的co3o4纳米催化剂上在100℃的co的催化性能低，且co转化率在3h内急剧降低。反应12h后，co的转化率降低到原来的一半。在co3o4中添加少量的mn后的co-mn-o(co/mn = 8/1)复合氧化物催化剂上，co的转化率增加到接近100%，该催化剂变得十分稳定，反应条件连续反应100 h,未能观测到催化剂活性的降低。
该结果较我们小组之前报道的co-cu-0催化剂的稳定性有较大提高(125度 , 32 h失活)。co-mn-o复合氧化物催化剂不仅具有高的co氧化反应的催化性能，而且有良好的稳定性。
2.3大孔—整体式pt/al2o3的制备及在co优先氧化反应中的应用 [3]
***是prox反应最常用的催化剂活性组份，其中以pt最受研究者关注。负载型铂族催化剂的优先氧化一氧化碳的反应机理为langmuir-hinshelwood机理。反应过程中，o2主要吸附在载体氧化物上，吸附的氧通过溢流与co接触后反应。
在较高温度（100℃以上）时，原料气中的h2会与co在***表面竞争吸附，占据活性组分的吸附位，影响co的氧化反应，从而降低了优先氧化反应的选择性[4]。
kwak等通过“溶胶-凝胶”法并在超临界条件下干燥制得了pt-co/al2o3催化剂，以一步“溶胶-凝胶”法制得催化剂的催化活性优于传统浸渍法制得的催化剂。超临界干燥能保护pt-co相的活性物种，pt-co溶胶化合物具有极高的氧化脱除co的能力，在200 ℃时几乎可将co完全氧化转化；co的添加可以改变催化剂中pt的电子性能，削弱pt对co的吸附并使催化剂表面co的线式吸附消失；co的添加也促进了易分解的碳酸氢盐中间物种的生成和分解，而未完全还原的coox物种能为co氧化提供活性氧[5].
2.4富氢气体中co选择性催化剂进展[6]
2.4.1.
李豪杰[7]在考察共沉淀法制备的cu0-ceo2催化剂，用cu (n03) 2-3h20, ce(no3)3.6h20溶液和一定浓度的碳酸钠在70℃反应，ph值保持在8-9之间，反应完。
毕后溶液老化3h，用蒸馏水洗涤，110℃干燥后在5000c锻烧12h。实验结果表明cu
的摩尔分数在10%-20%催化剂cu0-ce0:表现较高的催化活性，当富氢气体不含水。
蒸汽时，进氧量入在2-3温度在1400c -160℃范围内获得较高的转化率与选择性，转化率达到99.5%，选择性为75%。实验还发现富氢气体中有水蒸汽存在co的转化率。
与选择性会下降，所需要的反应的温度要适当增加，cu的摩尔分数在10%时cu晶相。
分散度较好，催化剂的还原温度低。
2.4.2.于海蔚[8]考察以表面修饰改性的纳米a1203与(ce-zr-02 ) r复合氧化物做载体。
的负载cu0催化剂的催化性能，其纳米a1203与(ce-zr-02)二复合氧化物采用共沉。
淀一凝胶法制备，然后将改性的纳米a1203与(ce-zr-02)二复合氧化物浸渍cu (n03)
溶液经过干燥焙烧得到催化剂样品。实验发现纳米a1203做载体，ce对催化剂cu0/
a1203的修饰最显著，当质量含量为20%时，催化剂反应活性最高，而与单纯的载体。
a1203比较，( ce-zr-02)二复合氧化物做载体更有利于co的选择性催化氧化，随着。
ce的增加催化剂的活性逐渐提高，ce在催化剂催化氧化中起到关键作用，有必要改。
进的是降低催化剂的反应温度。
2.4.3.
邹汉波[9]考察了cu-zr-ce。催化剂的对富氢气中co的选择性影响与再生情况，该催化剂采用并流共沉淀法制备，即将硝酸铜、硝酸饰和硝酸错等金属盐按照一定浓。
度配成混合溶液，用碳酸钠作为沉淀剂于70℃搅拌反应，其催化剂在温度160-2000度。
对co转化率为99%，选择性为44%左右。另外该催化剂在300℃于氧气氛围条件下可。
以再生，但活性较新制备催化剂略有下降。
2.5 富氢气氛中co选择性氧化催化剂的研究[10]
研究了以表面修饰改性的纳米a1203和( ce-zr-o2 )x复合氧化物做载体负载cuo 的催化。
剂， 以及选择性催化氧化富氢气氛中co 催化活性和选择性。 结果表明， 助剂ce 掺杂的纳米a1203负载cuo 对co的氧化活性、选择性明显优于助剂k, mg , zn, zr 掺杂的催化剂。 w ( ce) 为20%, 催化剂对co 的氧化活性最高。
与浸渍法相比， 助剂以沉积沉淀法加入催化剂具有更高的活性。 ceo2在载体中的掺杂对提高co 的催化氧化活性和选择性起关键作用。 (ce-zr -o2 ) x 复合氧化物做载体比单纯的纳米a1203有利于co 催化氧化选择性的提高。
cu-ce 二元复合氧化物作载体时， 催化剂活性最高， co 的完全转化温度在105℃. cu-zr 复合氧化物作载体时， 催化活性较差。 降低co 氧化反应温度是提高富氢气氛中co 选择性氧化的关键。
文献[11] 报道了用共沉淀-凝胶法可制得有利于co 氧化的具有适宜孔径分布及比表面的纳米氧化物。 在此基础上， 本文选用k, mg, zn, zr, ce作为掺杂助剂， 采用共沉淀-凝胶法制备纳米a1203 及复合纳米氧化物( ce-zr-o2 ) x ( x 为ce/ zr的摩尔比) 作载体， 浸渍法负载cuo. 研究助剂修饰及不同氧化物做载体时， 富氢气氛中co 选择性催化氧化的活性和选择性， **反应温度对co 氧化催化剂性能的影响。
新 化学工程与工艺专业生产实习大纲
化学工程与工艺专业化学工艺方向生产实习大纲。学时 3周学分 3学分。一 实习的性质 目的与要求。生产实习是继第一次认识实习，又学了部分专业理论课后进一步向实践学习的教学环节，是学生在校三年学习的理论知识与实际运用的一次检验，是培养学生实践能力的一个重要途径。生产实习的目的 通过实习，初步了解化工工艺...
化学工艺学作业
填空题。1.石油芳烃主要 于 石脑油重整 生成油及 烃裂解 生产乙烯副产的裂解汽油。2.裂解石油加氢，第二段加氢的目的，主要使 单烯烃 饱和并脱除 硫 氧 氮 等有机化合物。3.目前工业上实际应用的主要是 溶剂萃取法 和 萃取蒸馏法 4.各种芳烃组分中用途最广 需求量最大的是苯与 对二甲苯 其次是 ...
化学工艺学作业答案
第二章。1.煤 石油和天然气在开采 运输 加工和应用诸方面有哪些不同？答 先说开采方面 煤储存于地下几十米至几百米不等，靠机械或者人工在地下煤层作业面开采 石油和天然气都是可以流动的液体或者气体，埋藏在地下几百米直至六七千米的地下，一般都是先打油气井，建立流动井筒，依靠地层压力或者人工举升等方式将油...