第30卷，第3期 2010年3月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol., 30,No, 3, pp672-676
March,2010
掺杂碱金属与碱土金属的CuO-CeOz催化剂的漫反射红外光谱分析
邹汉波，陈胜洲，王琪莹，刘自力，林维明
广州大学化学化工学院，广东广州510006
摘要CuO-CeO系列催化剂是高效的O)选择性氢化反应的催化剂，通过原位漫反射红外光谱对掺杂碱金属和碱土金属氧化物的CuO-CeO;催化剂表面的吸附物种进行了研究。结果表明Cu()-CeO;系列催化剂上，2106cm-"处出现CO的红外吸附峰。在反应气筑中，此峰的强度随着温度先升高后降低，说明Cu*是 CO主要的活性吸附中心。低温下催化剂表面吸附的CO主要以可逆形式脱附出来，而高温下CO则以不可逆的形式脱附出来。催化剂衣面在3660cm-"处出现尖锐的红外峰，归属于CeO绝还原产生的Ce(OH)：借式基闭。在1568，2838和2948cm"附近处出现甲酸根的红外谱峰，以及1257和1633cm处出现碳酸根物种的红外峰。甲酸根物种是气相的CO与表面的羟基反应生成的产物，该物种的C一H键断裂生成碳酸根物种，这两物种均会降低催化剂的高温活性。Cu,Li;Ce,O,催化剂出现较强的CO，和甲酸根的红外峰，温度高于180C时，该催化剂上还能看到微弱的CO红外峰，说明锂离子的给电子性质有利于提高 Cu,Li;Ce,O催化剂上CO的不可逆脱附，抑制的活化吸附，同时促进了甲酸根物种的生成。低温下 Cu,MgiCeO：和CuBa;Ce,O，催化剂上CO的吸附量较多，但主要以可逆脱附形式脱附出来，对CO选择性氧化没有责献。
关键词
一氧化碳选择性氧化；Cu()-CeO，系列催化剂；原位漫反射红外光谱；气体吸附
中图分类号：0657.3
引言
文献标识码：A
DOl; 10, 3964/j. issn. 10000593(2010)03-0672-05
1实验部分
甲醇重整制氢技术是解决质子交换膜燃料电池（PEM FC)移动氧源最有效的方法之一，但是如何将重整气中约含 0.5~2Vol%的CO降至PEMFC铂电极能够承受的浓度范围（<5X10-$)叫，是PEMFC研究推广的瓶颈。CO)选择性氧化被认为是最简单、最行之有效的去除富氢气体中CO的方法之一。研究表明，廉价的铜、铈等复合氧化物(2.3佛化剂在CO选择性氧化反应中表现出了较高的活性、选择性，成为最有可能替代贵金属催化剂的体系。
对于CO参与的选择性氧化反应，吸附态的CO和H 与氧物种之间的反应是决定催化剂性能的重要步骤。利用漫反射红外光谱(DRIFTS)实时表征催化剂表面的吸附物种，进而研究催化反应的机理，已引起众多学者的重视。本文利用原位红外测试手段对掺杂不同的碱金属和碱土氨化物对 CuO-CeO:催化剂进行了表征，力图弄清不同氧化物和表面吸附物种对催化剂性能的影响。
收稿日期：2009-06-06，修订日期：2009-09-08
采用沉淀没溃法制备CuO-CeO：系列催化剂，记为 CuM,CeO,（M为修杂金属），其红外实验采用德国Bruker 公司EQUINOX55型红外光谱仪，配有MCT检测器。设定分辨率为4cm1，扫描次数为64次，扫描范围为4000~ 500cm""。经充分碾鹿的催化剂装人到原位反应池中，氧气预处理后通人氮气吹扫，在室温下吸附CO气体1h，然后用氮气流吹扫1h，以20℃的温度间隔升温脱附，记录吸附 CO前后的红外谱峰，差谱为吸附物种的特征谱峰。经氧气处理的催化剂通人氧气吹扫，并记求背缺峰，然后通人反应气体，升温并记录不同温度下的红外谱峰，差谐为不同温度
下催化剂的反应谱峰。 2结果与讨论
2.1CuO-CeO,系列催化剂上CO吸附态的考察
利用红外光谱技术研究了CuCe,O,催化剂上CO的脱
基金项目：国家自热科学基金项日（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副教授万方数据
e-mail; zouhbb2000sohu.com; zouhbb2000@163,com