沉淀剂对CuO/CeO2催化剂织构性质及CO催化氧化性能的影响

doi:10.12422/j.issn.1672-6952.2023.06.008

辽宁石油化工大学学报 ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (6): 48-53.DOI: 10.12422/j.issn.1672-6952.2023.06.008

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沉淀剂对CuO/CeO₂催化剂织构性质及CO催化氧化性能的影响

于东北¹(), 李学², 杨昕毓¹, 张财顺¹, 韩蛟¹, 王宏浩¹, 张磊¹(), 高志贤¹

^1.辽宁石油化工大学石油化工学院，辽宁抚顺 113001
^2.中石油天津天然气管道有限公司，天津 300457

收稿日期:2023-08-23 修回日期:2023-09-13 出版日期:2023-12-25 发布日期:2023-12-30
通讯作者: 张磊
作者简介:于东北（1993⁃），男，硕士研究生，从事催化新材料方面的研究；E⁃mail：626050210@qq.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目(22379059);辽宁省应用基础研究计划项目(2023JH2/101300224);辽宁省教育厅服务地方项目（揭榜挂帅）(LJKFZ20220201);辽宁省教育厅面上项目(LJKMZ20220728);山西省应用基础研究青年基金项目(20210302124338)

The Effect of Precipitators on the Texture Properties and CO Catalytic Oxidation Performance of CuO/CeO₂ Catalysts

Dongbei YU¹(), Xue LI², Xinyu YANG¹, Caishun ZHANG¹, Jiao HAN¹, Honghao WANG¹, Lei ZHANG¹(), Zhixian GAO¹

^1.School of Petrochemical Engineering，Liaoning Petrochemical University，Fushun Liaoning 113001，China
^2.PetroChina Tianjin Gas Pipeline Co. ，Ltd. ，Tianjin 300457，China

Received:2023-08-23 Revised:2023-09-13 Published:2023-12-25 Online:2023-12-30
Contact: Lei ZHANG

摘要/Abstract

摘要：

以KOH和K₂CO₃为沉淀剂，采用水热法制备了催化剂CuCe?OH和CuCe?CO₃，通过XRD、BET、H₂?TPR和TG?DTA等技术对催化剂进行表征，使用固定床反应器对催化剂进行了CO催化氧化性能评价。结果表明，沉淀剂的类别不仅对催化剂的织构性质有较大影响，而且还决定能否成功制备出不含杂晶相的Cu?Ce催化剂；CuCe?OH和CuCe?CO₃催化剂的比表面积分别为96.5 m²/g和17.3 m²/g，二者差别明显；在空速为60 000 mL/（g·h）、CO体积分数为0.6%、O₂体积分数为1.5%、Ar体积分数为97.9%的评价条件下，CuCe?OH催化剂表现出较好的催化活性，140 ℃时CO转化率达到99.0%。

关键词: 沉淀剂, 织构性质, 催化氧化, 催化活性

Abstract:

Catalysts CuCe?OH and CuCe?CO₃ were prepared by hydrothermal method using KOH and K₂CO₃ as precipitating agents. The catalyst was characterized by XRD, BET, H₂?TPR and TG?DTA, and its CO catalytic oxidation performance was evaluated by a fixed bed reactor. The results show that the type of precipitator not only has a great influence on the texture properties of the catalyst, but also determines whether the CuCe catalyst without heterocrystalline phase can be successfully prepared. The specific surface areas of CuCe?OH and CuCe?CO₃ catalysts were 96.5 m²/g and 17.3 m²/g, respectively. Under the evaluation conditions of 60 000 mL/（g·h）, CO volume fraction of 0.6%, O₂ volume fraction of 1.5%, Ar volume fraction of 97.9%, CuCe?OH catalyst showed good catalytic activity, and CO conversion reached 99.0% at 140 ℃.

Key words: Precipitating agent, Texture properties, Catalytic oxidation, Catalytic activity

中图分类号:

TE08

于东北, 李学, 杨昕毓, 张财顺, 韩蛟, 王宏浩, 张磊, 高志贤. 沉淀剂对CuO/CeO₂催化剂织构性质及CO催化氧化性能的影响[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2023, 43(6): 48-53.

Dongbei YU, Xue LI, Xinyu YANG, Caishun ZHANG, Jiao HAN, Honghao WANG, Lei ZHANG, Zhixian GAO. The Effect of Precipitators on the Texture Properties and CO Catalytic Oxidation Performance of CuO/CeO₂ Catalysts[J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2023, 43(6): 48-53.

图/表 6

图1 CuCe?OH和CuCe?CO3催化剂的XRD谱图以及CeO2标准卡片数据

表1 CeO2和CuCe?OH催化剂的晶胞参数和晶粒尺寸

催化剂	晶胞参数/nm	晶粒尺寸/nm
CeO₂	0.541 1	9.2
CuCe⁃OH	0.539 9	11.3

表2 CuCe?OH和CuCe?CO3催化剂的比表面积、孔体积和平均孔径

催化剂

S_BET/

(m²•g^-1)

图2 CuCe?OH和CuCe?CO3催化剂的H2?TPR分析图

图3 CuCe?OH和CuCe?CO3催化剂的热重曲线

图4 CuCe?OH和CuCe?CO3催化剂的CO转化率

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沉淀剂对CuO/CeO₂催化剂织构性质及CO催化氧化性能的影响

The Effect of Precipitators on the Texture Properties and CO Catalytic Oxidation Performance of CuO/CeO₂ Catalysts

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