载体对负载型PdCl2-CuCl2催化剂低温催化CO氧化性能的影响

作     者：周樊云 

作者单位：上海应用技术大学 

学位级别：硕士

导师姓名：卢冠忠

授予年度：2016年

学科分类：081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：气凝胶 碳纳米管 负载型PdCl2-CuCl2催化剂 一氧化碳氧化 Cu2Cl(OH)3预合成 

摘      要：CO低温催化氧化在汽车尾气降害、消除环境污染、燃料电池、CO气体防毒面具等方面都具有重要的应用。CO氧化也常用作探针反应研究催化剂的表面性能。因此,研究CO低温氧化反应催化剂具有重要的实际意义和学术价值。本文采用传统湿浸渍法、氨络合浸渍法和两步浸渍法,制备了系列负载型Wacker催化剂,考察了在高水汽状态下对CO氧化反应的催化性能。采用FT-IR、XRD、ICP-OES、BET、TEM、H2-TPR、CO-TPD和XPS等方法对催化剂的物理化学性质进行了表征,研究了不同载体对负载型PdCl2-CuCl2催化剂催化性能和物理化学性质的影响和负载型Wacker催化剂(PdCl2-CuCl2/载体)的结构与其催化活性之间的关系,取得以下主要研究成果。1、负载型Pd-Cu-Clx/C-Al2O3催化剂的制备及催化性能。通过溶胶-凝胶结合超临界干燥的方法制备C-Al2O3气凝胶作为催化剂载体。采用传统湿浸渍法、氨络合浸渍法和两步浸渍法,制备了应用于低温CO氧化反应以不同炭、铝含量的气凝胶作为载体的系列Wacker型催化剂。结果表明,以C-Al2O3气凝胶为载体,采用两步浸渍法制备的催化剂活性较高。研究了以C、C-Al2O3和Al2O3气凝胶为载体制备的催化剂,其中以Al2O3气凝胶为载体的催化剂活性最高但抗水性能较差,疏水性C气凝胶制备的催化剂稳定性较好。2、负载型Pd-Cu-Clx/CNT催化剂的制备及催化性能。采用两步浸渍法制备了Pd-Cu-Clx/CNT催化剂,研究不同Pd、Cu负载量、CO浓度以及水汽含量对催化剂活性和稳定性能的影响。结果表明,随着钯铜负载量的增加,催化剂表面的Pd2+和Cu2+活性物种也随之增加。在该反应中,适量的水汽是催化剂能维持高活性的必要条件,但过量的水汽将影响催化剂的活性和稳定性。在室温下,当反应气中含有3.1%水汽时,3.3wt.%Pd-6.6wt.%Cu/CNT催化剂经60小时使用后仍保持约93%CO转化率,表面该催化剂具有高稳定性和耐水性。3、载体改性对Pd-Cu-Clx/CNT催化剂活性的影响。研究了酸改性CNT载体对Pd-Cu-Clx/CNT催化剂活性的影响。结果表明,经过酸改性后的CNT载体表面Cu2+活性物质明显增加,从而加速了 Pd0氧化,增强活性物种之间的相互作用。采用两步浸渍以硝酸或磷酸改性后的CNT为载体制备的催化剂,当原料气中水汽含量为3.1%时,在10℃就能将CO完全转化。