文 献 综 述

1、质子交换膜燃料电池和CO选择性氧化

传统化石能源的日益匮乏造成目前全球能源供应紧张，能源价格日益高涨。化石能源的使用使随之而来的环境问题日益严重。人类正迫切地寻求可以代替煤、石油、天然气等化石能源的高效清洁新型能源。燃料电池(Fuel Cells)因为其直接将燃料的化学能清洁高效地转化为电能的特点而受到广泛的关注，其中质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)由于其高能量密度、快速应答、长寿命、低温操作的特点，得到了广泛的应用。

目前的PEMFC广泛运用Pt为阳极催化剂，含有约0.5%-2%CO的富氢气体作为PEMFC燃料。但痕量的CO就可以吸附在Pt催化剂上造成阳极过电势过大，导致阳极Pt催化剂因CO中毒而失活，故通常要求富氢气中的CO含量要在10 ppm以下。因此，CO的消除对于PEMFC的广泛应用有着决定性的意义。

CO选择性氧化(Preferential Oxidation of CO, PROX)是最有效地除去重整气中CO而尽可能少地消耗H₂的方法之一，其局限性在于反应放热效应强，操作温度范围较小。反应原理可用以下两式表示：

#160; (1)式中反应通常分为两步，第一步中参与反应的O₂为CO的2倍，用于除去重整气中90%的CO；第二步是将CO量限制在10 ppm以下，需要约4倍于CO的O₂用量。

#160; (2)式的反应会造成PROX反应催化剂活性降低，是需要避免发生的副反应。

2、纳米金用于催化CO选择性氧化反应的研究进展

金起初被认为是化学惰性的金属，但20世纪80年代人们发现了金对一些特定的反应具有一定的催化活性，随着1989年日本Haruta教授等人发现了高度分散的纳米金颗粒对于CO低温氧化的催化活性，随之而来的对于金用作催化剂的研究越来越多；燃料电池对于CO脱除技术的依赖也进一步推动了纳米金催化剂研究的热潮。

2.1金催化剂的种类