论文总字数：13092字

摘 要

众所周知，CO是典型的可燃、有毒化合物，化石燃料燃烧、化学工业以及机动车使用造成大量CO排放，现已成为严重的环境问题，引起了人们的普遍关注^[1-4]。CO的低温（lt;100 ℃）消除在许多方面都有重要的使用价值。在CO₂激光器中气体的纯化、CO气体探测器材料、呼吸用气体净化装置等方面都有重要的应用前景。

经过多年的研究，已经发展出多种具有CO氧化性能的催化剂，其中金银双金属负载型催化剂由于具有独特的物理化学性质，使其受到广泛的关注。已有研究结果表明， 金基催化剂的催化性能具有明显的颗粒尺寸效应，在特定的氧化物载体上金必须以纳米级的高分散状态存在才具有良好的催化活性。而合金颗粒的大小受到制备方法和制备条件如活化处理的方式等诸多因素影响。氧化钛作为活性载体，有利于表面吸附的氧气的活化，对CO氧化有更好的促进作用，是一种合适的载体选择。

我们分别采用沉积沉淀法和直接浸渍法，制备了Au-Ag/T iO₂催化剂，并在使用前分别在空气和氢气两种气氛中进行活化处理，着重考察制备方法和预处理条件对于催化剂低温催化CO氧化活性的影响，结合对催化剂的表征分析（RD、BET、FESEM），研究催化剂的构-效关系，为进一步研究及实际应用打下实验和理论基础。

关键词：CO氧化 Au-Ag负载型催化剂 制备方法 预处理条件

Abstract

As is known to all, CO is the typical combustible toxic compounds. The burning of fossil fuel and the using of chemical industry and motor vehicles caused the large releases of CO, which has already become a serious environmental problem nowadays. All of these aroused people's widespread concern^[1-4]. Hypothermia elimination of CO (lt; 100 ℃) has a significant value in many aspects.

After years of research, it has developed a variety of catalysts for CO oxidation. Bimetallic Au–Ag/TiO₂ catalyst due to its unique physical and chemical properties, make its widely attention. Previous studies indicate that catalytic properties of Au based catalyst have obvious effect of particles dimension. On the particular oxide carrier, only gold exist in high dispersion state of nanoscale , it possesses good catalytic activity. The size of Alloy particles is under the influence of preparation methods and preparation conditions, such as the way of activating treatment and many other factors. TiO₂, as reactive carrier, is an appropriate choice of carrier for it benefits to the reactivation of oxygen of surface adsorption and has better promoter action for the CO oxidation.

We prepared Bimetallic Au–Ag/TiO₂ catalyst with DP and IMP this two methods and we activate it in H₂ and air before we use it to investigate the influence aroused by preparation methods and pretreatment conditions on CO catalytic oxidation at low temperature. Then we combine the characterization analysis(RD、BET、FESEM) of catalyst to investigate the structure-activity relationship of catalyst in order to set the experimental and theoretical foundation for further research and practical applications.

Key Words: CO oxidation, Au-Ag supported catalyst .preparation method pretreatment condition

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 文献综述 1

1.1 CO氧化的意义 1

1.2 用于CO氧化催化剂的概述 1

1.3催化剂性能的影响因素 2

1.3.1 载体 2

1.3.2催化剂的制备方法 3

1.3.3 预处理条件 3

1.4 本文研究思路 4

第二章 实验方法和表征手段 5

2.1 化学试剂与实验仪器 5

2.2 催化剂结构表征 5

2.3不同制备方法 5

2.3.1沉积沉淀法（DP） 5

2.3.2直接浸渍法（IMP） 6

2.4 不同处理方法对催化剂性能的影响 6

第三章 结果与讨论 7

3.1 材料结构表征 7

3.1.1 XRD表征结果 7

3.1.2 BET 表征结果 8

3.1.3 FESEM表征结果 8

3.2 CO 氧化反应结果 9

第四章 结论与展望 11

4.1 结论 11

4.2 展望 12

参考文献 13

致 谢 14

第一章 文献综述

1.1 CO氧化的意义

众所周知，CO是典型的可燃、有毒化合物，化石燃料燃烧、化学工业以及机动车使用造成大量CO排放，现已成为严重的环境问题，引起了人们的普遍关注^[1-4]。CO的低温（lt;100℃）消除在许多方面都有重要的使用价值，在CO₂激光器中气体的纯化、CO气体探测器材料、呼吸用气体净化装置、烟草降害以及封闭体系（如：飞机、潜艇、航天器等）中微量CO的消除等方面都有重要的应用前景^[5,6]。另外在燃料电池研究中，通过低碳醇和烃类部分氧化或水蒸气重整制得的富氢气常含有约0.5～3% mol的CO，其存在不但会引起燃料电池电极中毒而且还会与H₂竞争与氧的反应，从而导致燃料电池的效能大幅度降低，必须选择性消除CO^[7-8]，因此实现CO在较低温度下氧化转化已经成为催化研究的热点问题之一。

1.2 用于CO氧化催化剂的概述

很长时间里，金被认为是化学惰性。但在早期有报告说金可以作为催化剂，没有证明它比其他催化剂的优越性，直到1973年，Bond等^[9]将负载型金催化剂用于催化烯烃加氢反应。十年后Haruta^[10]和Hutchings ^[11]几乎同时独立的预言金是个非凡的催化剂。Haruta^[12]等研究了金催化剂在CO低温氧化中的应用，Hutchings^[13]则将金催化剂应用于乙炔氢氯化反应生成氯化乙炔，他们首次证明了Au是良好的催化剂。起初，金催化剂催化CO低温氧化存在高活性的原因认为是形成了一种新的混合氧化物催化剂，但后来通过电镜图分析研究发现2-4nm金颗粒的存在是高活性的原因。现在这一论点已得到广泛的认同。随着金纳米粒子粒径的减小，表面积和表面原子占总原子数的比例大幅度增加，此外还伴随着金金属特性的消失、颗粒形貌的改变以及金和载体的相互作用等变化，所有这些变化及其他因素共同作用导致催化活性的提高。

然而金催化剂在使用过程中，纳米粒子容易发生团聚长大，从而造成催化剂活性的丧失，所以这些催化剂几乎没有成功的商业应用。克服这种失活现象一种可靠方法是制备双金属催化剂，由于双金属之间存在的协同作用，使得催化剂活性显著提高。另外在CO氧化体系中，Au表面利于CO的吸附，氧分子的吸附和活化也是一个待解决的问题^[14]。选择一个与O₂亲和力强的金属是我们设计双金属催化剂的前提之一。诸多研究报道^[15-20]，使用金银双金属催化剂能够显著提高CO氧化催化剂的活性和稳定性，Ag的加入不仅改变了载体表面金属颗粒的结构，而且对其表面性质和电子传递过程均有影响。

请支付后下载全文，论文总字数：13092字