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Structure-activity relationship in water-gas shift reaction over gold catalysts supported on Y-doped ceria

Journal of Rare Earths 2019年第4期37卷 383-392页

作者： Tatyana Tabakova Lyuba Ilieva Ivan Ivanov maela manzoli Rodolfo Zanella Petya Petrova Zbigniew Kaszkur Institute of Catalysis Bulgarian Academy of Sciences Department of Drug Science and Technology & Centre for Nanostructured Interfaces and Surfaces University of Turin Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnologico Universidad Nacional Autonoma de Mexico Institute of Physical Chemistry PAS

The utilization of pure hydrogen as an energy source in fuel cells gave rise to renewed interest in developing active and stable water-gas shift catalysts. Gold catalysts have proven to be very efficient for water-gas shift reaction at low temperature. The aim of the present study was to investigate the effect of:(i) different preparation methods(impregnation and coprecipitation) to obtain a modified ceria support,and(ii) the amount of Y_2 O_3(1.0 wt%, 2.5 wt%, 5.0 wt% and 7.5 wt%) as dopant on the water-gas shift activity of Au/CeO_2 catalysts. An extended characterization by means of S_(BET), XRD, HRTEM/HAADF, FTIR,H_2-TPR and CO-TPR measurements in combination with careful evaluation of the catalyst behavior allowed to shed light on the parameters governing the water-gas shift activity. The catalysts show very high activity(>90% CO conversion) in the temperature range 180-220 ℃,with a slightly better performance of the gold catalysts on supports prepared by impregnation. The decreased activity with increasing Y_2 O_3 concentration is related to the hindering of oxygen mobility due to ordering of surface oxygen vacancies in vicinity of segregated Y^(3+). The effect of catalyst pre-treatments and the stability of the best performing samples were examined as well.

关键词： Gold catalyst Water gas shift reaction Doped ceria Yttrium Hydrogen production Rare earths

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