MOFs为前驱体制备铜铈催化剂及其在CO优先氧化中的研究

发布时间：2022-07-13 19:10

　　质子交换膜燃料电池（PEMFC）作为一种清洁、高效的能量转换装置能够将化学能无污染且有效地转化为电能,因此受到人们的广泛关注。鉴于铜铈氧化物催化剂对CO-PROX具有较好的催化效果。而前驱体的选择对铜铈催化剂的最终活性起到至关重要的作用,因此我们建立了一种基于金属有机框架（MOFs）前驱体制备活性物种高度分散的铜铈催化剂的合成方法。（1）分别采用具有含氮配体的CeMOF-1和同构的CeMOF-2为前驱体,吸附Cu²⁺离子,经过高温热解使有机配体分解,获得对于CO-PROX具有优异催化性能的CuO/CeO₂催化剂。由于金属离子和氮原子之间存在的配位作用,吸附的金属离子可以通过孔壁上的有序氮原子来稳定。经焙烧后,所得铜铈催化剂对CO-PROX反应的催化性能大大优于浸渍法制备的CuO/CeO₂催化剂以及无氮的同构MOF前驱体。通过FT-IR,UV-vis光谱,PXRD,TEM,H₂-TPR,Raman,XPS等表征,通过选用两种不同特点的MOFs前驱体和选择不同热解温度来获得铜铈催化剂,探究形成的催化剂中... 

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 氢能的来源以及燃料电池的应用
        1.2.1 氢能的开发与利用
        1.2.2 氢能的来源
        1.2.3 燃料电池对于氢能的利用
    1.3 催化剂在富氢气体中消除CO的应用
        1.3.1 贵金属催化
        1.3.2 非贵金属催化
    1.4 MOF前驱体法制备铜铈催化剂在富氢气体中消除CO的应用
    1.5 富氢气体中催化剂对CO的选择性氧化研究
        1.5.1 消除富氢气体中CO
        1.5.2 催化过程中的动力学探究
    1.6 本文研究目的及意义
第2章 实验部分
    2.1 催化剂合成
    2.2 实验设备
    2.3 催化剂测试仪器及表征
        2.3.1 催化剂表征
        2.3.2 傅立叶红外光谱(FT-IR)
        2.3.3 热重分析(TG)
        2.3.4 元素分析(Elemental Analysis and ICP)
        2.3.5 粉末X-射线衍射测试(XRD)
        2.3.6 电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)
        2.3.7 透射电镜(TEM)
        2.3.8 比表面分析仪(BET)
        2.3.9 拉曼光谱仪(Raman)
        2.3.10 程序升温还原(H_2-TPR)
        2.3.11 X-射线光电子能谱(XPS)
第3章 以含氮配体MOF为前驱体制备CuO-CeO_2催化剂应用于CO优先氧化
    3.1 引言
    3.2 催化剂的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 结构和结构特性
        3.3.2 表面性质与还原
        3.3.3 催化活性测试
        3.3.4 结论
第4章 CePrMOF前驱体制备的PrCuCe催化剂用于CO-PROX的研究
    4.1 引言
    4.2 催化剂的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 结构和结构特性
        4.3.2 电子结构与氧化还原特性
        4.3.3 催化评价测试
    4.4 结论
第5章 结论与展望
    5.1 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3660607