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质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种新型的清洁、高效的绿色环保型电池,具有能量转换率高、发电时不产生污染、无噪音等优点。然而PEMFC的阳极富氢燃料气体在制备过程中含有微量的CO,会导致Pt电极中毒,因此必须进一步脱除CO。其中CO选择性氧化(CO PROX)方法被认为是最经济有效的方法。目前商业用PROX催化剂以贵金属铂为主,而过渡金属氮化物和磷化物由于具有类似于铂的催化性质,近年来引起了人们极大的研究兴趣。本文首次研究了过渡金属氮化物和磷化物催化剂在PROX反应中的活性,考察了不同的合成温度、制备方法、金属负载量等对催化剂活性的影响,并采用XRD,BET,XPS和化学吸附等方法对催化剂进行了表征。采用浸渍法制备出一系列γ-Al2O3负载型过渡金属氮化物(Co4N, Mo2N, Fe3N和W2N),发现Co4N/γ-Al2O3催化剂PROX活性较高。700oC合成温度下,3wt%Co4N/γ-Al2O3催化剂在200oC和220oC的CO转化率达到96%和100%左右,且具有较好的稳定性。同时,还研究了负载型Co4N-Pt复合催化剂的PROX活性。通过考察Co和Pt的负载量、合成温度等条件,发现700oC下合成的20wt%Co4N/2wt%Pt/γ-Al2O3催化剂活性最佳,80oC时CO转化率接近100%,且稳定性良好。当加入10%H2O和15%CO2后,80oC下其CO转化率仍能保持90%以上并保持良好的稳定性。O2和CO的吸附结果表明,在此催化剂上,CO的低温氧化可能遵循一种双位非竞争性吸附机制,Pt提供CO吸附活性位,Co主要作为O2活化位,从而使该复合催化剂在低温条件下表现出高的PROX活性,具有较好的应用前景。对过渡金属磷化物催化剂的PROX反应研究发现,非负载Co2P催化剂表现出了较好的PROX活性,200oC时其CO转化率接近100%,且具有较好的稳定性。而γ-Al2O3负载的Co2P催化剂CO转化率在220oC时可达98%。