低温条件下的一氧化碳催化氧化

《专外与文献检索》课程考察专业：化学工程与工艺2023级班级：工艺3学号：20230380321姓名：冶梦娟日期：2023062023－2023学年其次学期《专外与文献检索》课程考察成绩细则成绩组成及比重 具体工程及分数 得分〔5〕摘要〔10〕关键词〔5〕前言、正文、结论〔35〕论文〔80％〕 文中是否按挨次标明文献出处〔10〕〔10〕中英文文献数量〔5〕〔20〕合计〔100〕成绩：课题名称〔2分〕

《专外与文献检索》课程考察中文低温条件下的一氧化碳催化氧化英文Lowtemperaturecatalyticoxidationofcarbonmonoxide一．课题简介〔4分〕低温ＣＯ催化氧化过程在消退环境污染、净化空气、封闭内循环式ＣＯ2激光器、ＣＯ气体传感器、ＣＯ防毒面罩以及密闭系统内ＣＯ的消退等方面都具有较高的有用价值。低温条件下的一氧化碳催化氧化既能使CO被有效地消退，还能在其他方面有较高的使用价值。二．中文检索词及根本检索策略〔〔3分〕发表年限：2023-06-13到2023-6-13三．英文检索词及根本检索策略〔〔3分〕发表年限：2023-06-13到2023-6-13主题“Lowtemperature”and主题“carbonmonoxide”and“catalyticoxidation ”四．所用电子资源名称及最终检出结果数〔3分〕中国学问网WebofScienceSpringerlinkElsevierscience

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检出结果数91039低温条件下的一氧化碳催化氧化化工与能源学院 化学工程与工艺3班 20230380321 冶梦娟摘要：一氧化碳催化氧化由于近些年来在实际生活中得到广泛的利用，因而受到人们很大的关注，人们通过不同方面〔比方说反响条件、催化剂类型、反响机理、影响条件、应用等等方面的不同的催化剂对反响的影响，和影响催化剂活性的因素，以及一氧化碳催化氧化的应用，给我们的日常生活带来的便利。关键词：一氧化碳 低温 催化剂 应用前言：众所周知，CO是有毒气体，一氧化碳进入人体之后会和血液中的血红蛋白结合，进COCO氧化碳催化氧化的意义，而对此催化反响展望了今后的进展。CO低温氧化催化剂,然而贵金属催化剂在低温活性、抗中毒力量和抗水性能等方面具绍应用比较广泛的Pt、Pd催化剂和铜系列催化剂。非贵金属催化剂主要介绍Co3O4催化剂、CuO/CeO2催化剂、Hopcalite催化剂。催化剂由于它的低本钱和高效率而得到广泛利用[1]。CO氧化催化剂的制备性,肯定程度上推动了CO低温氧化催化剂的研制。到目前为止,除了传统的浸渍(IM)、共CPDP)(sol-gel)ionexchange外,还有化学气相沉积法(CVD)、电化学沉积法(electrochemistrydeposition)、惰性气体浓缩法(IGC)和溶剂化金属原子浸渍法(SMAI)等[2]。CO氧化催化剂1932年McKinney首次报道了过渡金属氧化物对CO氧化反响有促进作用之后,很多学者对CO氧化反响产生了深厚的兴趣,已开发出很多不同类型的CO氧化催化剂,包括贵金属催化剂,非贵金属催化剂,分子筛催化剂以及合金催化剂等。2.1 贵金属催化剂1.1 Pt、Pd催化剂早期Schryer等和Sheintuch等分别将Pt、Pd负载在SnO上,制备了一系列2PtPSnO和PdPSnO催化剂,觉察由于PtPd的分散度较高以及载体上COO的溢流作用,2 2 2其催化活性明显高于金属Pt和Pd。但这类简洁负载贵金属催化剂需在较高的温度(>200℃)下才具有抱负的催化COPt、Pd价格较高,储量有限,因此有必要通Thormhlen等觉察在Pt/AlO中添加肯定量CoOx73℃时,预氧23Pt/CoOx/AlO即具有极高的COPt、Pd贵金属为根底的负载催23化剂存在诸多问题,如化剂使用寿命短、抗水性能差,并且易被硫化物及卤化物毒化等[3]。2.1.2铜系低温变换催化剂目前,工业化的CuO/ZnO/AlOB20823于自然气、焦炉气、炼厂气、石脑油、煤、油田气等不同原料的制氢、制氨工艺低含量CO的变换反响。铜系低温变换催化剂也从最初的CuO/ZnO/CrO进展为完全被CuO/ZnO/AlO23 23TOPSE1984就开发出不含铁的铜基高温变换催化剂,该催化剂能在200-300℃和低汽/气下操作,能避开烃类副产物的生成。1988SK-201KK-1422/SK-201F-TKK-142F-T改性及该类催化剂的构造和晶相组成。争论结果说明,该类催化剂在氧化态时主要是以尖晶石构造复合固熔体CuxMnxO为主,复原后主要是Cu、CuO及MnO,并在催化剂外表富集3 4 2CuCu+，添加锰后的变换催化剂耐热性有肯定的提高[4]。非贵金属催化剂Co3O4催化剂出于经济的考虑,人们始终在努力用非贵金属代替贵金属作为低温CO氧化反响的催化Co3O4CO氧化催化剂,觉察催化剂活性随制备方法和预处理条件的变化而发生很大的变化,随焙烧温度的上升,CO完全氧化需要的最低反响温度渐渐上升。由十二烷基苯磺酸钠作为外表活性剂并在300℃时焙烧而制得的Co3O4催化剂,在低温CO氧化中显示很高的催化活性[5]。催化剂活性随催化剂平均粒径的降低而上升,示意纳米尺寸是催化剂催化活性的主要掌握因素,低温下催化剂的稳定性是打算催化剂性能的重要因素,稳定性下降的缘由很可能是低温下催化剂外表被局部复原,或反响生成的CO2在催化剂外表的积存占据了活性中心所而预复原的氧化钴催化剂活性低得多,CO氧化反响进展时,至少有两种形式的含碳物种沉积在催化剂上,可能是碳酸盐及像石墨的碳[6]。CuO/CeO2

催化剂M.Luo等人制备了CuO/CeO2

催化剂,用化学计量的CO与O2

X射线衍射(XRD),H22(H22TPR)CO(COTPD)进展表征。CuO/CeO2 2 2催化剂显示很高的低温CO氧化催化活性,CuO与CeO2相结合,明显地提高了催化性能。由浸渍法制备的CuO/CeO(15%)催化剂的活性比共沉淀法制备的催化剂活性更高。CeO气凝2 2胶担载CuO催化剂,对低温CO氧化反响呈现出高催化活性,适当的温度下(650℃为最正确温度)焙烧载体及催化剂有利于提高催化剂的催化活性;随着催化剂中CuO含量的增加,COCuO>12CuO以体相形式而不是以H22TPRCeO促进了Cu的氢复原活2CuO/CeO2

CuOCuO/CeO2

催化剂中,可以觉察两Cu物种。COTPD试验提醒,CuO/CeO催化剂能吸附COCuOCeO不2 2 2能。结合TPRTPD争论结果及催化活性测量,M.Luo等人认为,能吸附CO且低温下可复原CuO对低温COCO且高温下才能复原的、大CuOW.Liu等人对低温CO氧化反响体系CuCeO2 2量的争论,觉察此催化剂在低温氧化反响中的催化活性比文献报道的其他任何碱金属氧化物[7]。Unnikrishnan等证明CuOCOCeO中添加其次组分形成固溶体,2可以显著提高热稳定性、氧化复原性和催化活性。近年来很多科学工作者对在CeO中掺杂2CuZheng等觉察Cu/CeO催化剂具有CO低温催化性2能,AvgouropouloCuO/CeO2

催化剂的制备方法对催化活性的影响。Lou等研CuO/CeO-TiO催化剂对NO+CO混合气体中CO的催化消退等[8]。2 2Hopcalite催化剂Hopcalite40％CuO60MnO2组成；四元是由30％的CuO、50MnO2、15％Co2O35％Ag2O的性能差异不大。经过八十多年的进展，Hopcalite催化剂的组成已经发生了很大的变化，1:15:1A.A.Mirzaei2:1，掺杂也不只是CoAg；如卢冠忠和黄海凤通过掺CeC.DrouetNiM.Ferrandonl等通过掺La性[9]。影响催化剂活性的因素贵金属催化剂前驱物、制备方法和预处理条件等的影响日本学者袁右珠等首次承受金的络合物和金的簇化合物为前驱物,制备了不同氧化物及氢氧化物载体上负载Au催化剂。觉察对于FeO、TiO和SiO等氧化物负载金催化剂如23 2 2果没有经过预处理,对于CO氧化反响没有催化活性;而对于氢氧化物载体来说,不同的制备Mn(OH)、Co(OH)、Fe(OH)2 2Ti(OH)等浸渍活性组分后,承受程序升温焙烧得到的催化剂,催化活性远远高于其他3 4方法制备的一样催化剂。在前期工作中,曾对TiO负载氧化物催化剂和CeO-TiO复合氧2 2 2化物负载Pd催化剂的CO低温氧化性能进展了考察。与Pd/CeO、Pd/SnO-TiO、2 2 2Pd/ZrO-TiO、Pd/AlO-TiOPd/TiO相比,Pd/CeO-TiO

催化剂呈现出更好的CO低温2 2 23 2 2 2 2氧化性能,优化的催化剂组成中Ce/Ti摩尔比为0.15～0.20,负载Pd的质量分数为1.0说明氧化复原预处理对低温催化氧化有着显著影响[10]。载体种类的影响载体种类对催化剂的活性和稳定性均有较大的影响Grunwaldt等争论Au/ZrO2和Au/TiO2催化CO低温氧化时觉察,由于不同载体相互作用致使金粒子外形不同,因而载体上低配位Au活性中心的数量不同,二者催化活性也有较大差异。助剂的影响CeO2具有萤石矿构造,随着氧化复原气氛的不同,铈可以Ce4+/Ce3+价态存在,在CeO等稀土氧化物,2不仅可以提高PdPt等贵金属的分散度,增加催化剂的热稳定性和抗烧结性能;而且可以提高催化剂的储氧力量,改善催化剂的催化活性。非贵金属催化剂前驱物、制备方法和预处理条件等的影响YingCuCu/CeO2

-xCO催化氧化,LiuYunping等用γ2MnO、MnO和MnO纳2 23 34晶锰的氧化物,用于CO氧化反响的催化剂,其催化活性远远高于常规晶体,且相对稳定。可见预处理条件对催化剂的活性和稳定性有较大影响。载体的影响单独以CuO作为催化剂的活性组分时,CO完全转化的温度较高(140—170℃),通过对CO完全转化的温度。如沉淀法制备的20%CuO-20%MnO/20%ZrO2-40%AlO催化剂上CO118℃,可以23较好地满足自救器的要求。在争论H2燃料电池中富氢条件下CO的选择氧化时,负载于CuO2CeO2复合氧化物载体上的CuO显示出极高的活性和选择性,在较低的反响温度下(50—100℃),明显优于Pt基催化剂,与金基催化剂相比,活性稍差,但选择性更高。助剂的影响对于过渡金属氧化物催化剂也可以通过添加助剂来改善其性能Imamura等具体地争论Mn2Ce2O复合氧化物中,少量的铈提高了氧化锰基体系催化氧化CO的性能[11]。一氧化碳低温催化氧化的应用随着社会的进展和人们生活水平的提高,CO低(常)温氧化脱除技术的应用也越来越广COCO2激光器CO防毒面具以及密闭系统内CO的消退等方面都具有较高的有用价值，因此CO消退特别是低温消退，在呼吸保护装置、烟草降害、封闭体系〔如：飞机、潜艇、航天器，以及在C2CO体探测器材料中有很重要的应用价值。催化剂(如Co、Cu的氧化物)虽然价格低廉,但其性能与贵金属催化剂相比却有肯定的差能低和寿命短等缺点，信任不久的将来一氧化碳低温催化氧化的催化剂会越来越接近完善。参考文献[1]A.V.Salker,R.K.KunkalekarPalladiumdopedmanganesedioxidecatalystsforlowtemperaturecarbonmonoxideoxidation[J]CatalysisCommunications,2023,10:1776–1780.[2-3[J]202320(10):1454-1455.[J]41-42.杨小毛,罗来涛.低温一氧化碳催化氧化争论进展[J].现代化工，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.刘文涛，鲁平.CuO/CeO2催化剂的制备及低温催化CO性能测试[J].化工型材料2023，39(2)：75.张纪领，尹燕华，张志梅，等.CO低温氧化霍加拉特催化剂的争论综述[J].舰船防2023,3:9-15.朱华青,秦张峰,王建国.氧化复原预处理对一氧化碳低温氧化Pd、CeO2-TiO2催化剂性能的影响[J].燃烧化学学报，2023，32(6):729.CO催化氧化催化剂争论进展[J]与设备，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