无Cr促进的基于氧化铜-铁的高温水气转换催化剂的设计
Ozgen Yalcin1, Sagar Sourav2, Israel E Wachs2
1College of Engineering and Technology, American University of the Middle East, Egaila 54200, Kuwait.
ACS catalysis
|October 12, 2023
概括
将 (Ce) 添加到 (Al) 促进的铜-铁 (Cu-Fe) 氧化物催化剂中,只有在浸时才能提高性能. 共同沉方法是有害的,形成不活跃的阶段,并阻碍了催化活性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
- 表面化学 表面化学
背景情况:
- 铜铁 (Cu-Fe) 氧化物催化剂对于水气转移 (WGS) 反应至关重要.
- (Al) 和 (Ce) 作为促进剂来增强催化剂的稳定性和活性.
- 了解催化剂接口上的促进效应是优化WGS性能的关键.
研究的目的:
- 为了研究 (Ce) 添加对 (Al) 促进的铜-铁 (Cu-Fe) 氧化物催化剂的影响.
- 为了比较Ce添加通过共同沉与浸的效果.
- 阐明Al,Ce和Cu在混合氧化物催化剂结构和功能中的作用.
主要方法:
- 通过共降和浸进行催化剂合成.
- 使用X射线衍射 (XRD),现场拉曼光谱和高灵敏度低能离子散射 (HS-LEIS) 的表征.
- 表面积分析 (Brunauer-Emmett-Teller - BET) 和CO-温度编程的减少.
- 评估稳定状态水气转移 (WGS) 活动.
主要成果:
- 由于Ce与含有或不含Al的Cu-Fe氧化物共同沉,导致了不良的热稳定性和由于不活跃的Ce-Cu-O纳米粒子而减少的活性.
- 在CuAlFe催化剂上通过共降形成了CeO2覆盖层,阻断了活性Cu-FeO接口.
- 在CuAlFe催化剂上浸Ce显著增强了WGS活动,通过创建高度活跃的CeO2-FeO-Cu接口区域.
结论:
- (Al) 作为结构促进剂,留在混合氧化物催化剂的大部分.
- (Ce) 和铜 (Cu) 表面分离,作为活性促进剂.
- 浸是Ce添加到CuAlFe催化剂的优质方法,以提高WGS性能.
