纳米金催化剂在一氧化碳氧化反应中的应用.ppt

纳米金催化剂在一氧化碳氧化反应中的应用 * * Seminar II 报告人：蔡伟杰 (2004级博) 导师：申文杰 研究员 报告内容 前言 1 金催化一氧化碳氧化研究进展 2 展望 3 前言 一氧化碳氧化意义 富氢条件下CO选择性脱除---燃料电池 封闭式CO2激光器 CO2 CO+1/2O2+hv 富氧条件下CO脱除---防毒面具 CO+ 1/2O2 CO2 前言 金一直被认为是化学惰性最高的金属，由于其化学惰性和难于高分散,一般不被用来作为催化剂。二十世纪七十年代末以前，人们也曾考察过多种含金催化剂，但并未发现它比其它贵金属催化剂具有更好的催化性能。然而至八十年代后期，日本的Haruta M.发现担载在过渡金属氧化物上的金催化剂，不仅对CO低温氧化具有很高的催化活性，而且还具有良好的抗水性、稳定性和湿度增强效应,打破了认为金没有催化活性的传统观念，致使人们对其催化特性产生了极大兴趣和关注。 CO氧化反应机理 Mayfair C. Kung, Robert J. Davis, and Harold H. Kung. J. Phys. Chem. C. 111 (2007) 11767 失活原因： 2 Au-OH → Au-O-Au + H2O Au-OH + S-OH → Au-O-S + H2O 金催化一氧化碳氧化反应的影响因素 纳米金粒径大小的影响 反应温度影响 加入水或氢气的影响 载体的影响 制备过程中PH的影响 PH 的影响 Wencui Li, Ferdi Schuth Journal of catalysis 237 (2006) 190-196 载体的影响 Silvio Carrettin Angew. chem. Int. Ed. 43 (2004) 2538-2540 还原性载体的催化性能优于非还原性载体是由氧的活化以及在载体表面迁移的能力决定的。 纳米金粒径大小的影响 M. Haruta, Catalysis Today, 1997, 36 (1): 153-166 M. Valden, X. Lai, D. W. Goodman, Science, 1998, 281(5383):1647-1650 The metal-to-nonmetal transition occurs at a cluster size of about 3 nm 反应温度的影响 M. Haruta, M. Dat, Applied Catalysis A: General, 2001, 222(1/2) : 427–437 M. Haruta, M. Dat, Applied Catalysis A: General, 2001, 222(1/2) : 427–437 水的影响 M. Haruta Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 2129 –2132 非还原型载体催化剂(Au/Al2O3, Au/SiO2)反应性能增加远远大于还原型载体催化剂(Au/TiO2) M. HarutaAngew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 2129 –2132 水的影响 水的作用(1)活化氧分子 （2）消除表面上的碳酸盐物种 氢气的影响(PROX) J. L. Rousset, Journal of Catalysis, 2005, 230 (2):476–483 *