燃烧协同共沉淀法制备Sm掺杂Cu-Ce高抗硫性CO氧化催化剂
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燃料化学学报
- 网络首发时间:2025-04-02 14:29:29
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作者
章亮 李亚娇 王娜 谢会东 杨
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单位
西安科技大学建筑与土木工程学院陕西科技大学环境科学与工程学院西安建筑科技大学化学与化工学院西安建筑科技大学机电工程学院山东东源新材料科技有限公司
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摘要
Cu-Ce催化剂具有良好的低温CO氧化活性被广泛研究,但在水蒸气、硫共存气氛下极易失活。本文采用Sm掺杂和三种方法(燃烧法、共沉淀法、酸溶液协同共沉淀法)制备具有高抗硫性Ce-Cu-Sm CO氧化催化剂,借助XRD、TEM、N2吸附脱附、XPS、H2-TPR、CO-TPD等方法探究Sm掺杂和酸溶液协同共沉淀法提高催化剂抗硫性能的机理。结果表明,在1%CO、10%H2O和0.01%SO2共存下,20Ce-5Cu-4Sm-CG (酸溶液协同共沉淀)催化剂在220℃,空速60000 mL/(g·h)下,可以保持220 min的100%CO氧化效率,280 min下降至70%,比共沉淀法制备的20Ce-5Cu-4Sm-C和20Ce-5Cu-C分别提升了1.3倍、2.5倍。表征分析表明:Sm掺杂一定程度上增大了CeO2晶粒的尺寸,降低了催化剂的比表面积,但其增大了催化剂表面Ce3+、Cu+、氧原子的浓度、Oα比例和CeO2晶格中氧空位的数量,整体上提升了催化剂含硫气氛下氧化CO的能力。酸溶液燃烧协同共沉淀法不仅提高了上述五类有益于氧化CO的指标,而且酸溶液与Sm离子在燃烧中形成配位络合物,进入CeO2晶格中形成固溶体,使催化剂粒度更加均匀,比表面积更大,消除了Sm掺杂给表面结构带来的不利影响,进一步提升了催化剂氧化能力。综上,酸溶液燃烧协同共沉淀法制备的20Ce-5Cu-4Sm具有良好的抗硫性能,提高了非贵金属氧化物CO氧化催化剂在含硫气氛中的工程应用性能。
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关键词
Ce-CuSm掺杂酸溶液燃烧协同共沉淀法含硫气氛CO催化氧化
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引用格式
章亮,李亚娇,王娜,等.燃烧协同共沉淀法制备Sm掺杂Cu-Ce高抗硫性CO氧化催化剂[J/OL].燃料化学学报(中英文),1-12[2025-04-03].http://kns.cnki.net/kcms/detail/14.1410.tq.20250401.1557.002.html.