第30卷，第8期 2010年8月
光谱学与光谱分析 Spcctroscopy and Spcctral Analysis
Vol.30,No.8.pp2103-2106
August,2010
CO选择性氧化用Cu,Zr,CegO：催化剂的红外光谱研究
邹汉波，陈胜洲，王琪堂，刘自力，林维明
广州大学化学化工学院，广东广州510006
摘要采用共沉淀法制备了CuZrCeO，催化剂，用于富领气体中C)的选择性氧化反应，利用原位漫反射红外光谱技术考察广CuZr,CeO催化剂表面上的吸附物种和反应中间产物。研究发晚，H，O和CO 物种竞争吸附于CuZr,Ce,O,表面相同的吸附位上。氢气预处理会引起CuZr,Ce,O催化剂上Cu物种的深度还原，降低了CO)的吸附至。氧气预处理为催化剂提供了较多的活性氧物种，同时抑制了Cu*物种的深度还原。氮气预处理仅起到净化催化剂表面的作用。180C时CuZrCeO，催化剂在2938.7和2843.8 cm-1处出现桥式和双齿型甲酸根物种的红外吸收峰。CusZr,CeO催化剂上活性较高的氧阴离子在常温下即可将催化剂表面1吸附的CO氧化成表面碳酸根。甲酸根和碳酸根物种占据Cu,ZrCeO催化剂的吸附中心，导致催化剂活性降低。300C下用气吹扫CuZr,CeO催化剂表面，双齿型的甲酸根物种分解生成碳酸根物种，碳酸根物种再继续分解生成O，释放出能化剂表面的吸附位，恢复了CuZr;CeO催化剂的活性。
一氧化碳选择性氧化；CuZr,Ce,O,催化剂；原位没反射红外光谱；预处理
关键词
中图分类号：0657.3
引言
文献标识码：A
DOI; 10. 3964/j. issn. 10000593(2010)08-210304
各吸附物种的影响。 1
实验部分
目前通过CO选择性氧化方法去除富领气体中微量的
CO是电动车燃料电池研究领域中的热点向题之一，在人们研究较多的铂、金等费金属和非费金属懈化剂中，稀土CeO 促进的铜系催化剂由于廉价易得、高活性及稳定性受到了较多的关注。
利用红外光谱技术对催化剂表面各吸附态、反应的中间物种进行动态研究，是指导催化剂设计和反应机理研究的有效途径。Gamarra等利用红外光谱手段，研究了CuO-CeO, 催化剂上的C)选择性氧化反应，发现其氧化活性与催化剂表面上高度分的CuO的还原程度有关["]。Martinez-Arias 等认为CuO)CeO催化剂中CuO的存在会促进催化剂表面碳酸根物种的生成)。目前报道用于CO选择性氧化的CuO CeO催化剂的预处理方法较多，并且原因解释得不清楚。 Sedmak"]和Avgouropoulos(]等均采用氧气预处理的方法净化CuO-CeO,催化剂的表面，而KimlS]和Wangl6)]等所用的铜钟复合氧化物催化剂未经任何预处理。本文在不同预处理气氛下对CuO-CeO-ZrO)催化剂上CO选择性氧化反应的红外光谱进行了研究，着重探讨了预处理条件对催化剂表面
收稿日期：2009-12-10，修订日期：2010-03-20
采用共沉淀法制备CuO-CeO),-ZrO：催化剂（记为 CuZr，CeO,），利用德国Bruker公司EQUINOX55型红外光谱仪进行原位红外实验。待测催化剂经充分碳廉后装入漫反射池中，300℃下在不同预处理气筑中预处理2h，记录不同温度下的背景峰，然后通人流量为25mL·min"的反应气体（组成为65%Hz，25%CO)，1%CO，其余为复气)，氧气的进人量为CO)的1.5倍。升温并记录各温度下的红外谱峰，两者的差谱即为催化剂的反应谱。设定光谱仪的分辨率为4cm"，扫描次数为64次。
结果与讨论
不同预处理气氛下CuZr,CeO催化剂的红外光谱
2.1
经氢气预处理的CuZrCeO催化剂上，各吸附物种的红外峰强度相对较弱，如图1所示。在2105.7cm-"处出现 CO)的红外吸收峰，在80℃时该峰最强，随着温度的升高，该峰的强度逐渐减弱，到180℃时该峰完全消失，此时在
基金项目：国家自然科学基金项目(20806017)和广州市属高校科技计划项目(08C085)资助
作者简介：邹汉波，女，1976年生，广州大学化学化工学院教授万方数据
e-mail;zouhb@gzhu. edu. cn;zouhbb2000 @sohu. com