低溫條件下的一氧化碳催化氧化

《專外與文獻檢索》課程考察專業(yè)：化學工程與工藝2023級班級：工藝3學號：20230380321姓名：冶夢娟日期：2023062023－2023學年其次學期《專外與文獻檢索》課程考察成績細則成績組成及比重 具體工程及分數(shù) 得分〔5〕摘要〔10〕關鍵詞〔5〕前言、正文、結論〔35〕論文〔80％〕 文中是否按挨次標明文獻出處〔10〕〔10〕中英文文獻數(shù)量〔5〕〔20〕合計〔100〕成績：課題名稱〔2分〕

《專外與文獻檢索》課程考察中文低溫條件下的一氧化碳催化氧化英文Lowtemperaturecatalyticoxidationofcarbonmonoxide一．課題簡介〔4分〕低溫ＣＯ催化氧化過程在消退環(huán)境污染、凈化空氣、封閉內循環(huán)式ＣＯ2激光器、ＣＯ氣體傳感器、ＣＯ防毒面罩以及密閉系統(tǒng)內ＣＯ的消退等方面都具有較高的有用價值。低溫條件下的一氧化碳催化氧化既能使CO被有效地消退，還能在其他方面有較高的使用價值。二．中文檢索詞及根本檢索策略〔〔3分〕發(fā)表年限：2023-06-13到2023-6-13三．英文檢索詞及根本檢索策略〔〔3分〕發(fā)表年限：2023-06-13到2023-6-13主題“Lowtemperature”and主題“carbonmonoxide”and“catalyticoxidation ”四．所用電子資源名稱及最終檢出結果數(shù)〔3分〕中國學問網WebofScienceSpringerlinkElsevierscience

電子資源名稱

檢出結果數(shù)91039低溫條件下的一氧化碳催化氧化化工與能源學院 化學工程與工藝3班 20230380321 冶夢娟摘要：一氧化碳催化氧化由于近些年來在實際生活中得到廣泛的利用，因而受到人們很大的關注，人們通過不同方面〔比方說反響條件、催化劑類型、反響機理、影響條件、應用等等方面的不同的催化劑對反響的影響，和影響催化劑活性的因素，以及一氧化碳催化氧化的應用，給我們的日常生活帶來的便利。關鍵詞：一氧化碳 低溫 催化劑 應用前言：眾所周知，CO是有毒氣體，一氧化碳進入人體之后會和血液中的血紅蛋白結合，進COCO氧化碳催化氧化的意義，而對此催化反響展望了今后的進展。CO低溫氧化催化劑,然而貴金屬催化劑在低溫活性、抗中毒力量和抗水性能等方面具紹應用比較廣泛的Pt、Pd催化劑和銅系列催化劑。非貴金屬催化劑主要介紹Co3O4催化劑、CuO/CeO2催化劑、Hopcalite催化劑。催化劑由于它的低本錢和高效率而得到廣泛利用[1]。CO氧化催化劑的制備性,肯定程度上推動了CO低溫氧化催化劑的研制。到目前為止,除了傳統(tǒng)的浸漬(IM)、共CPDP)(sol-gel)ionexchange外,還有化學氣相沉積法(CVD)、電化學沉積法(electrochemistrydeposition)、惰性氣體濃縮法(IGC)和溶劑化金屬原子浸漬法(SMAI)等[2]。CO氧化催化劑1932年McKinney首次報道了過渡金屬氧化物對CO氧化反響有促進作用之后,很多學者對CO氧化反響產生了深厚的興趣,已開發(fā)出很多不同類型的CO氧化催化劑,包括貴金屬催化劑,非貴金屬催化劑,分子篩催化劑以及合金催化劑等。2.1 貴金屬催化劑1.1 Pt、Pd催化劑早期Schryer等和Sheintuch等分別將Pt、Pd負載在SnO上,制備了一系列2PtPSnO和PdPSnO催化劑,覺察由于PtPd的分散度較高以及載體上COO的溢流作用,2 2 2其催化活性明顯高于金屬Pt和Pd。但這類簡潔負載貴金屬催化劑需在較高的溫度(>200℃)下才具有抱負的催化COPt、Pd價格較高,儲量有限,因此有必要通Thormhlen等覺察在Pt/AlO中添加肯定量CoOx73℃時,預氧23Pt/CoOx/AlO即具有極高的COPt、Pd貴金屬為根底的負載催23化劑存在諸多問題,如化劑使用壽命短、抗水性能差,并且易被硫化物及鹵化物毒化等[3]。2.1.2銅系低溫變換催化劑目前,工業(yè)化的CuO/ZnO/AlOB20823于自然氣、焦爐氣、煉廠氣、石腦油、煤、油田氣等不同原料的制氫、制氨工藝低含量CO的變換反響。銅系低溫變換催化劑也從最初的CuO/ZnO/CrO進展為完全被CuO/ZnO/AlO23 23TOPSE1984就開發(fā)出不含鐵的銅基高溫變換催化劑,該催化劑能在200-300℃和低汽/氣下操作,能避開烴類副產物的生成。1988SK-201KK-1422/SK-201F-TKK-142F-T改性及該類催化劑的構造和晶相組成。爭論結果說明,該類催化劑在氧化態(tài)時主要是以尖晶石構造復合固熔體CuxMnxO為主,復原后主要是Cu、CuO及MnO,并在催化劑外表富集3 4 2CuCu+，添加錳后的變換催化劑耐熱性有肯定的提高[4]。非貴金屬催化劑Co3O4催化劑出于經濟的考慮,人們始終在努力用非貴金屬代替貴金屬作為低溫CO氧化反響的催化Co3O4CO氧化催化劑,覺察催化劑活性隨制備方法和預處理條件的變化而發(fā)生很大的變化,隨焙燒溫度的上升,CO完全氧化需要的最低反響溫度漸漸上升。由十二烷基苯磺酸鈉作為外表活性劑并在300℃時焙燒而制得的Co3O4催化劑,在低溫CO氧化中顯示很高的催化活性[5]。催化劑活性隨催化劑平均粒徑的降低而上升,示意納米尺寸是催化劑催化活性的主要掌握因素,低溫下催化劑的穩(wěn)定性是打算催化劑性能的重要因素,穩(wěn)定性下降的緣由很可能是低溫下催化劑外表被局部復原,或反響生成的CO2在催化劑外表的積存占據了活性中心所而預復原的氧化鈷催化劑活性低得多,CO氧化反響進展時,至少有兩種形式的含碳物種沉積在催化劑上,可能是碳酸鹽及像石墨的碳[6]。CuO/CeO2

催化劑M.Luo等人制備了CuO/CeO2

催化劑,用化學計量的CO與O2

X射線衍射(XRD),H22(H22TPR)CO(COTPD)進展表征。CuO/CeO2 2 2催化劑顯示很高的低溫CO氧化催化活性,CuO與CeO2相結合,明顯地提高了催化性能。由浸漬法制備的CuO/CeO(15%)催化劑的活性比共沉淀法制備的催化劑活性更高。CeO氣凝2 2膠擔載CuO催化劑,對低溫CO氧化反響呈現(xiàn)出高催化活性,適當?shù)臏囟认?650℃為最正確溫度)焙燒載體及催化劑有利于提高催化劑的催化活性;隨著催化劑中CuO含量的增加,COCuO>12CuO以體相形式而不是以H22TPRCeO促進了Cu的氫復原活2CuO/CeO2

CuOCuO/CeO2

催化劑中,可以覺察兩Cu物種。COTPD試驗提醒,CuO/CeO催化劑能吸附COCuOCeO不2 2 2能。結合TPRTPD爭論結果及催化活性測量,M.Luo等人認為,能吸附CO且低溫下可復原CuO對低溫COCO且高溫下才能復原的、大CuOW.Liu等人對低溫CO氧化反響體系CuCeO2 2量的爭論,覺察此催化劑在低溫氧化反響中的催化活性比文獻報道的其他任何堿金屬氧化物[7]。Unnikrishnan等證明CuOCOCeO中添加其次組分形成固溶體,2可以顯著提高熱穩(wěn)定性、氧化復原性和催化活性。近年來很多科學工作者對在CeO中摻雜2CuZheng等覺察Cu/CeO催化劑具有CO低溫催化性2能,AvgouropouloCuO/CeO2

催化劑的制備方法對催化活性的影響。Lou等研CuO/CeO-TiO催化劑對NO+CO混合氣體中CO的催化消退等[8]。2 2Hopcalite催化劑Hopcalite40％CuO60MnO2組成；四元是由30％的CuO、50MnO2、15％Co2O35％Ag2O的性能差異不大。經過八十多年的進展，Hopcalite催化劑的組成已經發(fā)生了很大的變化，1:15:1A.A.Mirzaei2:1，摻雜也不只是CoAg；如盧冠忠和黃海鳳通過摻CeC.DrouetNiM.Ferrandonl等通過摻La性[9]。影響催化劑活性的因素貴金屬催化劑前驅物、制備方法和預處理條件等的影響日本學者袁右珠等首次承受金的絡合物和金的簇化合物為前驅物,制備了不同氧化物及氫氧化物載體上負載Au催化劑。覺察對于FeO、TiO和SiO等氧化物負載金催化劑如23 2 2果沒有經過預處理,對于CO氧化反響沒有催化活性;而對于氫氧化物載體來說,不同的制備Mn(OH)、Co(OH)、Fe(OH)2 2Ti(OH)等浸漬活性組分后,承受程序升溫焙燒得到的催化劑,催化活性遠遠高于其他3 4方法制備的一樣催化劑。在前期工作中,曾對TiO負載氧化物催化劑和CeO-TiO復合氧2 2 2化物負載Pd催化劑的CO低溫氧化性能進展了考察。與Pd/CeO、Pd/SnO-TiO、2 2 2Pd/ZrO-TiO、Pd/AlO-TiOPd/TiO相比,Pd/CeO-TiO

催化劑呈現(xiàn)出更好的CO低溫2 2 23 2 2 2 2氧化性能,優(yōu)化的催化劑組成中Ce/Ti摩爾比為0.15～0.20,負載Pd的質量分數(shù)為1.0說明氧化復原預處理對低溫催化氧化有著顯著影響[10]。載體種類的影響載體種類對催化劑的活性和穩(wěn)定性均有較大的影響Grunwaldt等爭論Au/ZrO2和Au/TiO2催化CO低溫氧化時覺察,由于不同載體相互作用致使金粒子外形不同,因而載體上低配位Au活性中心的數(shù)量不同,二者催化活性也有較大差異。助劑的影響CeO2具有螢石礦構造,隨著氧化復原氣氛的不同,鈰可以Ce4+/Ce3+價態(tài)存在,在CeO等稀土氧化物,2不僅可以提高PdPt等貴金屬的分散度,增加催化劑的熱穩(wěn)定性和抗燒結性能;而且可以提高催化劑的儲氧力量,改善催化劑的催化活性。非貴金屬催化劑前驅物、制備方法和預處理條件等的影響YingCuCu/CeO2

-xCO催化氧化,LiuYunping等用γ2MnO、MnO和MnO納2 23 34晶錳的氧化物,用于CO氧化反響的催化劑,其催化活性遠遠高于常規(guī)晶體,且相對穩(wěn)定?？梢婎A處理條件對催化劑的活性和穩(wěn)定性有較大影響。載體的影響單獨以CuO作為催化劑的活性組分時,CO完全轉化的溫度較高(140—170℃),通過對CO完全轉化的溫度。如沉淀法制備的20%CuO-20%MnO/20%ZrO2-40%AlO催化劑上CO118℃,可以23較好地滿足自救器的要求。在爭論H2燃料電池中富氫條件下CO的選擇氧化時,負載于CuO2CeO2復合氧化物載體上的CuO顯示出極高的活性和選擇性,在較低的反響溫度下(50—100℃),明顯優(yōu)于Pt基催化劑,與金基催化劑相比,活性稍差,但選擇性更高。助劑的影響對于過渡金屬氧化物催化劑也可以通過添加助劑來改善其性能Imamura等具體地爭論Mn2Ce2O復合氧化物中,少量的鈰提高了氧化錳基體系催化氧化CO的性能[11]。一氧化碳低溫催化氧化的應用隨著社會的進展和人們生活水平的提高,CO低(常)溫氧化脫除技術的應用也越來越廣COCO2激光器CO防毒面具以及密閉系統(tǒng)內CO的消退等方面都具有較高的有用價值，因此CO消退特別是低溫消退，在呼吸保護裝置、煙草降害、封閉體系〔如：飛機、潛艇、航天器，以及在C2CO體探測器材料中有很重要的應用價值。催化劑(如Co、Cu的氧化物)雖然價格低廉,但其性能與貴金屬催化劑相比卻有肯定的差能低和壽命短等缺點，信任不久的將來一氧化碳低溫催化氧化的催化劑會越來越接近完善。參考文獻[1]A.V.Salker,R.K.KunkalekarPalladiumdopedmanganesedioxidecatalystsforlowtemperaturecarbonmonoxideoxidation[J]CatalysisCommunications,2023,10:1776–1780.[2-3[J]202320(10):1454-1455.[J]41-42.楊小毛,羅來濤.低溫一氧化碳催化氧化爭論進展[J].現(xiàn)代化工，2023，22(8)：24.MatthewJ.Pollarda,B.AndréWeinstocka,Amechanisticstudyofthelow-temperatureconversionofcarbonmonoxidetocarbondioxideoveracobaltoxidecatalyst[J].JournalofCatalysis，2023,254:218-225.Xiu-ChengZheng,Shi-HuaWu.Thepreparationandcatalyticbehaviorofcopper–ceriumoxidecatalystsforlow-temperaturecarbonmonoxideoxidation[J].AppliedCatalysisA:General，2023，283:217-223.劉文濤，魯平.CuO/CeO2催化劑的制備及低溫催化CO性能測試[J].化工型材料2023，39(2)：75.張紀領，尹燕華，張志梅，等.CO低溫氧化霍加拉特催化劑的爭論綜述[J].艦船防2023,3:9-15.朱華青,秦張峰,王建國.氧化復原預處理對一氧化碳低溫氧化Pd、CeO2-TiO2催化劑性能的影響[J].燃燒化學學報，2023，32(6):729.CO催化氧化催化劑爭論進展[J]與設備，2023，4(8):9-11.

Thepreparationandcatalyticbehaviorofcopper–ceriumoxidecatalystsforlow-temperaturecarbonmonoxideoxidationAbstract：CeO2nano-crystalsweresynthesizedbyaslgelprocessandthenusedassupportforCuO/CeO2(sol–gel)catalystspreparedviaimpregnationmethod.Forcomparison,thecommercialCeO2wasalsousedasasupportforCuO/CeO2(commercial)catalystspreparedviathesamemethod.ThesampleswerecharacterizedbymeansofBET,XRD,UV–vis,TPRandXPS.ThecatalyticpropertiesoftheCuO/CeO2catalystsforlow-temperatureCOoxidationwerestudiedbyusingamicroreactor-GCsystem.ThepreparedsphericalCeO2nano-crystalshavemuchsmallerparticlesize,bettercrystallinityandlargersurfaceareathanthecommercialCeO2.XPSanalysisindicatedthepresenceofreducedcopperspeciesin