Pd-Pt/Al2O3催化剂制备和性能研究

Pd-Pt/Al2O3催化剂制备和性能研究

论文摘要

Pd-Pt双金属催化剂被广泛应用在潜艇、核电站等密闭空间场合消除氢气。本文制备了一种管状Pd-Pt/Al2O3消氢催化剂,并对其氢氧复合催化反应性能进行了考察。本文重点考察了制备条件及反应条件对Pd-Pt/Al2O3催化剂的氢氧复合反应性能的影响,结合XRD、XPS、TEM、BET等对催化剂的结构进行了表征,优化了Pd-Pt/Al2O3催化剂的制备条件。主要结果如下:本研究着重考察了活性组分含量及配比、焙烧温度和预处理条件对Pd-Pt/Al2O3催化剂氢氧复合催化反应性能的影响。确定催化剂的适宜制备条件为:采用管状γ-Al2O3载体;预处理温度800℃,时间4 h; Pt、Pd含量(重量比)分别为0.4%和1.2%,浸渍时间15 min; 500℃焙烧,焙烧时间4 h;采用氢气还原,还原温度400℃,还原时间4 h;氢气用量为理论用量的1000倍。以上制备工艺简单,各种参数容易控制,适应大批量生产。在确定的制备条件下制备出Pd-Pt/Al2O3催化剂样品,考察反应条件对其氢气氧化性能的影响。试验结果表明:Pd-Pt/Al2O3催化剂具有消除氢气浓度范围广、催化活性高、较强的抗湿性能、较强的低温活性、寿命长、热稳定性强等特点,可以根据需要满足不同环境条件下的使用要求。

论文目录

  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 引言
  • 1.2 氢氧复合催化剂的研究
  • 1.2.1 氢氧催化反应
  • 1.2.1.1 氢氧反应概述
  • 1.2.1.2 氢氧催化复合反应的本质
  • 1.2.2 氢氧复合催化剂
  • 1.2.3 影响铂钯催化剂活性的因素
  • 1.2.3.1 载体
  • 1.2.3.2 制备方法
  • 1.2.3.3 活化
  • 1.2.3.4 助剂
  • 1.2.4 钯铂催化剂的失活
  • 1.2.4.1 中毒引起的失活
  • 1.2.4.2 催化剂的烧结和热失活
  • 1.2.4.3 结焦和堵塞引起的失活
  • 1.3 本研究的目的和内容
  • 1.3.1 研究目的
  • 1.3.2 研究内容
  • 第二章 实验部分
  • 2.1 试剂与仪器
  • 2.1.1 主要原料和试剂
  • 2.1.2 主要设备
  • 2.2 催化剂的制备
  • 2.2.1 溶液的配制
  • 2.2.2 催化剂载体预处理
  • 2.2.3 催化剂浸渍、烘干、煅烧和还原
  • 2.3 氢氧复合催化反应的评价
  • 2.4 催化剂的表征
  • 2.4.1 多晶X-射线衍射技术(XRD)
  • 2.4.2 X-Ray 光电子能谱(XPS)
  • 2.4.3 透射电子显微镜(TEM)
  • 2.4.4 扫描电子显微镜(SEM)
  • 2.4.5 比表面积与孔结构
  • 第三章 制备条件对催化剂氢氧复合催化性能的影响
  • 2O3 催化性能的影响'>3.1 制备条件对Pd - Pt /Al2O3催化性能的影响
  • 3.1.1 载体预处理催化活性的影响
  • 3.1.2 活性组分含量及配比对催化活性的影响
  • 3.1.3 浸渍工艺对催化剂活性的影响
  • 2O3 催化性能的影响'>3.2 焙烧温度对Pd-Pt/Al2O3催化性能的影响
  • 2O3 催化性能的影响'>3.3 还原条件对Pd-Pt/Al2O3催化性能的影响
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 反应条件对催化剂性能的影响
  • 4.1 H2 浓度的影响
  • 4.2 空速对催化剂活性的影响
  • 4.3 温度对催化剂活性的影响
  • 4.4 湿度对催化剂活性的影响
  • 4.5 催化剂稳定性考核实验
  • 4.6 催化剂的热稳定性能实验
  • 4.7 环境气氛对催化剂性能的影响
  • 4.7.1 有机物对催化剂活性的影响
  • 4.7.2 砷化氢对催化剂活性的影响
  • 4.8 本章小结
  • 第五章 催化剂的表征结果与分析
  • 5.1 比表面积和孔结构测定结果与分析
  • 5.2 XPS 表征结果与分析
  • 5.3 TEM 表征结果与分析
  • 第六章 结论与展望
  • 6.1 结论
  • 6.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
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