在全球都面臨資源短缺的時(shí)候，尋找新的綠色能源也就迫在眉睫。為了滿足環(huán)保和交通的雙向需求，燃料電池一直備受矚目。氫氣的生產(chǎn)來源可以說是氫燃料汽車能否大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵，畢竟我們沒有辦法從地下挖出氫氣。如果整個(gè)能源體系無法做出改變，再優(yōu)秀的氫燃料電池汽車也是廢鐵。此外由于氫氣易燃易爆，為了防止氫氣被氧化，氫氣純化工作也非常重要！今天紐瑞德特氣小編為大家介紹一下奈米金觸媒的改質(zhì)與氫氣純化的應(yīng)用。

  由于全球面臨嚴(yán)重的能源短缺問題，各種替代能源的開發(fā)與研究日漸增加。目前備受矚目的燃料電池，主要利用甲醇蒸氣重組為氫氣來源，其中富含大量的一氧化碳，利用金觸媒對一氧化碳的高選擇性氧化特性，使其進(jìn)料濃度低于5ppm，避免毒化白金電極。以初濕含浸法製備複合性之金屬氧化物擔(dān)體，四氯化氫金為金的前驅(qū)物，于pH值為7且控制溫度在65 ℃，利用沉積沉淀法將奈米級(jí)金顆粒擔(dān)載于金屬氧化物上。經(jīng)過180 ℃鍛燒四小時(shí)后，金觸媒具有高分散與熱穩(wěn)定性，應(yīng)用于燃料電池操作溫度范圍下，能有效的將一氧化碳去除并使氫氣純化。并以X光繞射分析儀(XRD)、穿透式電子顯微鏡 (TEM)、X光電子能譜儀 (XPS)和感應(yīng)藕合電漿質(zhì)譜分析儀 (ICP-MS)等儀器鑑定金觸媒的特性。根據(jù)文獻(xiàn)可知二氧化鈦對一氧化碳的氧化有良好之催化效果，也是被研究與應(yīng)用最多的擔(dān)體，但其在高于80℃時(shí)活性有大幅下降的趨勢；因此引入高溫下具高活性的二氧化鈰修飾擔(dān)體表面組成，其二氧化鈰/二氧化鈦?zhàn)罴涯壤秊?/9，高溫轉(zhuǎn)化率皆在80%以上，選擇率為40~50 %。

  由于氫氣與一氧化碳會(huì)進(jìn)行競爭性氧化反應(yīng)，如何有效的提高選擇率是主要關(guān)鍵。研究指出氧化鑭與氧化鈷具有提高擔(dān)體活性與穩(wěn)定性之功效，而氧化銅/二氧化鈰可有效催化一氧化碳的氧化反應(yīng)。選用此三種添加劑于金/二氧化鈰-二氧化鈦中，發(fā)現(xiàn)氧化銅在80℃時(shí)能大幅提高轉(zhuǎn)化率和選擇率。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示氧化銅有抑制氫氣氧化的能力，且同時(shí)具有類似貴金屬的活性，故以含浸法將氧化銅單獨(dú)添加于氧化鈦上。最佳觸媒為金/氧化銅-二氧化鈦(4.8:95.2)，其一氧化碳的轉(zhuǎn)化率在50~100℃下可達(dá)100%，高溫選擇率在60%之上。將觸媒隔絕光線照射儲(chǔ)存一個(gè)月后，其活性在高溫下差異不大；而暴露于光線照射一個(gè)月后，高溫活性約為90%。值得注意的是本觸媒在80 ℃長時(shí)間測試下，以穿透式電子顯微鏡觀察其金顆粒仍然以粒徑2~3nm的半球狀均勻分散于擔(dān)體表面，金的表面電子組態(tài)也漸從氧化態(tài)還原成元素態(tài)，轉(zhuǎn)化率在經(jīng)過49小時(shí)測試后，從100%略微下降到95%，選擇率維持在65%以上。透過擔(dān)體表面與金顆粒間的特殊作用力，有效的避免奈米金顆粒因反應(yīng)或溫度影響所造成的聚集，維持長時(shí)間的活性及穩(wěn)定性。

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