PEMFC電動車上重整氣中CO的選擇性催化氧化脫除研究.pdf

1、隨著燃料電池的興起和廣泛應(yīng)用，質(zhì)子交換膜燃料電池富氫氣體中少量CO的脫除成為一項(xiàng)亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)。為了避免少量的CO毒化質(zhì)子交換膜燃料電池的Pt電極，需要使催化重整氣中的CO體積分?jǐn)?shù)在低溫條件下降到1.0×10-4以下。其中CO的選擇性氧化反應(yīng)是將富氫氣中CO的含量減少到10-6級最經(jīng)濟(jì)有效的方法之一。 本研究以質(zhì)子交換膜燃料電池為應(yīng)用背景，開發(fā)高活性、高選擇性和穩(wěn)定性的富氫氣體中選擇性氧化CO反應(yīng)的催化劑為主要目標(biāo)，針對反應(yīng)

2、體系特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了催化劑組成，通過常壓固定床反應(yīng)器對催化劑進(jìn)行活性評價(jià)與篩選，就篩選的催化劑的適宜的工藝操作條件進(jìn)行了考察。利用現(xiàn)代測試技術(shù)，如XRD、TPR、TPD、SEM等，表征了催化劑活性-組成-結(jié)構(gòu)之間的相互關(guān)系。 通過對催化劑制備條件的考察，確定CuCeZr體系催化劑制備的最佳方法為：用碳酸鈉溶液和銅鈰鋯硝酸鹽溶液進(jìn)行并流共沉淀，溶液PH值保持在9.0～10.0之間的弱堿性環(huán)境，500℃為催化劑較理想的焙燒溫度。

3、 催化劑活性評價(jià)表明，Cu1Ce9和Cu1Ce9Zr1(摩爾比)催化劑的催化活性和選擇性最佳。適宜反應(yīng)的最佳條件為：反應(yīng)溫度為160℃，λ控制在2～3之間，此時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率和選擇性分別可以達(dá)到99.9％和68％以上。 催化劑的XRD、SEM、TPR、TPD表征說明，CeO2和ZrO2的加入，可以有效促進(jìn)CuO晶粒的分散，增大催化劑的活性比表面積，提高催化劑的活性。 本論文的創(chuàng)新之處：1.設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的、廉價(jià)的銅系催化劑