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质子交换膜燃料电池的燃料是纯氢气体,其原料气中1vol%CO会毒化Pt电极,所以CO的浓度必须降低在10ppm以下。CO优先氧化(CO-PROX)是降低其浓度的最有效和最直接的方法。Cu-Ce系列催化剂由于其价格低廉和良好的催化活性得到科学家的广泛关注。本文采用水热合成的方法,通过改变Cu和Ce的配比、沉淀剂、pH值及水热温度制备纳米CeO2/CuO催化剂,通过XRD、 BE、TPR, SEM、TEM/HRTEM、N2-吸附脱附、XPS、ICP和富氢气中CO优先氧化活性测试进行了研究表征,旨在探索逆负载型CeO2/CuO催化剂的合成条件和做基础理论积累,研究结果如下:(1)采用水热法合成逆负载型CeO2/CuO催化剂,当Ce/Cu摩尔比超过0.25时,Ce02以颗粒和棒状两种形态高分散在CuO表面;棒状Ce02暴露更多(111)晶面,有利于氧气储存和运输,提高催化剂的整体性能;高度分散的CuO和大块的Ce02接触界面提供的活性位有利于H2氧化,然而高分散的Ce02和大块的CuO接触界面更有利于CO优先氧化。(2)采用水热法以不同沉淀剂制备逆负载型CeO2/CuO催化剂,用尿素做沉淀剂所制备的催化剂具有不同于其他沉淀剂合成的催化剂形貌特征,其比表面也是最大的;活性测试说明高分散的CuO有利于CO在低温吸附,而大块的CuO使得催化剂在高温反应活性提高;CeO2/CuO-NaOH和CeO2/CuO-Urea催化剂催化氧化CO的完全转化温度窗口最宽。(3)采用水热法合成CeO2/CuO和CuO/CeO2催化剂,通过表征分析得知:在CeO2/CuO催化剂中,水热时间和Ce/Cu的比例是颗粒的Ce02自组装为棒状结构的重要影响因素;CuO是CO优先氧化反应中的关键活性组分,CuO的减少直接影响催化剂的活性;富氢气氛中,逆负载型CeO2/CuO催化剂在200℃之前能为优先氧化CO提供足够的CuO;经典的CuO/CeO2催化剂在低温具有更优的反应活性,当CO完全转化时,逆负载型CeO2/CuO催化剂对CO2具有较好的选择性;CeO2/CuO和Cu0/CeO2适量的的配比可以使他们在CO-PROX反应中实现低温高温互补效应。