毕业论文课题相关文献综述

文献综述

一．引言

水煤气变换反应（WGSR）是汽车尾气净化处理时用三效催化剂发生的一个重要反应。不仅能有效促进对CO的消除，而且生成的H2也对去除NOX有较好的作用。甲醇燃料电池汽车的研制行业正在兴起，但制氢过程产生的CO会对铂电极会造成严重的毒害作用。可利用水蒸气将C0转换成H2和CO2，或再引入氧气选择氧化CO。鉴于WGSR在尾气治理过程中的重要性和甲醇燃料电池汽车上原料气（H2）净化的应用前景，近年来该反应的研究再次引起国内外研究者的极大兴趣。目前，水煤气变换反应的催化剂正受到人们的极大关注。尤其是负载型金催化剂，它对许多反应显示出良好的催化性能，如CO,H2氧化、CO2加氢反应、烃类的催化燃烧、NOX的直接分解或用CO还原、氯氟烃的催化分解以及不饱和烃的选择加成等。国外对用金催化剂在低温水煤气变换反应方面作了较多研究。自从Andreeva等[1]首次报道了Au/Fe2O3催化剂具有较高的低温水煤气变换反应催化活性后,人们对金催化剂的制备以及微观结构进行了大量的研究,发现制备方法对金催化剂的活性受的影响较大。国内迄今未见用负载型金催化剂对于该反应的研究报道。由于金为贵金属，其价格相对较高。通过系统地考察了制备参数、预处理条件以及金负载量对Au/Fe2O3催化剂的低温水煤气变换活性的影响。我们了解到金催化剂在催化过程中易失活，稳定性差，因而制约了其在化工领域中的应用。Kim等[2]对金催化剂的失活机理进行了研究，认为催化反应过程中CO2在催化剂的表面形成碳酸盐是导致催化剂失去活性的原因之一。

二．反应催化剂

主要有铁铬系高温变换催化剂，铜锌系低温变换催化剂，钴钼系宽温变换催化剂以及其它催化剂。

2.1铁铬系高温变换催化剂

铁铬系高温变换催化剂的操作温度范围为300～500℃。催化剂的组份以氧化铁为主，主要助剂为Cr2O3，还能添加K2O、CaO、MgO或Al2O3等助剂。寇丽杰等[3]发现助剂CeO2和CuO的加入大大提高了水煤气变换反应活性。宋海燕等[4,5]对负载型铁基高温变换催化剂的制备和性能特征进行了研究，发现在350℃时碱金属对变换反应有较大的促进作用。MgO虽然是结构助剂，但是由于MgO会与催化剂主要组分反应生成MgFe2O4，对变换反应会产生不利影响，所以当MgO在催化剂中的含量超过0.08(wt)%时，活性会随着MgO含量的增加而降低。

2.2铜锌系变换催化剂

铜锌系变换催化剂的操作温度范围是200～260℃。低温催化剂主要有两大类型：铜锌铝和铜锌铬系。在低温变换催化剂中常添加Al2O3、ZnO和Cr2O3三种组分，因为这三者的熔点都明显高于Cu的熔点，最适宜作为在细分散态的Cu微晶的间隔稳定剂。

2.3钴钼系宽温变换催化剂