富氫條件下CO優(yōu)先氧化反應(yīng)CuO-CeO2催化劑的制備及應(yīng)用

李 晨，王 焆

（淮南師范學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院，安徽淮南 232038）

燃料電池是一種高效率、低污染，能將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的綠色能源。質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC），或稱作固體高分子電解質(zhì)燃料電池，因其工作壓力為常壓，同時具有相對較低的工作溫度（80℃～120℃），能量轉(zhuǎn)換效率高和無環(huán)境污染，在社會生活中已得到了廣泛的應(yīng)用[1-2]。該燃料電池的燃料氣多半為H2，其主要來源是碳?xì)浠衔锝?jīng)重整和水汽變換處理后的產(chǎn)物[3-5]。但使用這些方法所得到的氫氣中CO的含量通常在0.5%～1.5%，而少量的CO就會使燃料電池中的鉑電極中毒，從而失去催化活性，即便是對于耐CO的合金陽極材料，CO的含量也需要控制在100 mg/kg之內(nèi)[6-7]。富氫氣氛下CO的優(yōu)先氧化是將氫氣中所含少量CO除去最為有效的化學(xué)方法之一[8]。CO優(yōu)先氧化的催化劑體系有很多，常用的包括負(fù)載型貴金屬催化劑，如Au系、Pt系催化劑以及復(fù)合金屬氧化物的催化劑體系。

文獻(xiàn)表明，貴金屬催化劑和負(fù)載型的Au催化劑其催化轉(zhuǎn)化率雖高，但存在選擇性不高和價格相對較高等缺點(diǎn)[6-9]。相比較，Cu-Ce系列復(fù)合氧化物由于其價格便宜和不錯的選擇性，受到科研工作者的廣泛關(guān)注。

天津大學(xué)劉源等[9-12]最早指出CuO-CeO2催化劑比傳統(tǒng)的Cu基催化劑和Pt基催化劑具有更高的催化選擇性。隨后科學(xué)家們通過各種辦法，包括摻雜其他元素等手段對其進(jìn)行改性[13-15]，以期替代貴金屬催化劑體系。Martinez-Arias等[16]于2010年提出了與傳統(tǒng)觀念相反的用于CO優(yōu)先氧化的CuO-CeO2逆負(fù)載型催化劑，在提高催化劑選擇性的同時，還拓寬了CO完全轉(zhuǎn)化的溫度范圍。……