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保留的化学组成有助于形成一定的活性相结构,如金属粒子大小、晶形、催化剂表面的孔结构等,从而使催化剂具备稳定的活性6。
郝郑平等通过共沉淀法制备得到1wtAuM
Ox、AuFe2O3、AuNiO、AuZ
O,表征发现其最佳焙烧温度分别为400℃、300℃、200℃。适当的提高焙烧温度可通过在表面形成许多微孔而使其表面积增加,并有助于形成催化活性中心。但是若焙烧温度过高或焙烧时间过长,会产生金属粒子的烧结,则催化剂的活性将降低。对于AuM
Ox催化剂,经过200℃氧气氛下处理得到的催化剂活性最好,最低全转化温度为45℃。对于AuFe2O3催化剂,活性最好的为经过300℃氧气氛下处理的催化剂,最低全转化温度为22℃。对于AuNiO、AuZ
O催化剂,300℃氧气氛下处理后,最低全转化温度分别为30℃和7℃。
4、金催化剂的催化性能及应用
负载金催化剂可应用的范围甚广,本文就其在污染物消除与控制以及化学工业生产催化这两个方面典型的应用作简要综述。
41金催化剂在化工方面的应用
随着燃料电池的研制和开发,富氢条件下CO的脱除成为工业生产的研究热点。燃料电池一般通过甲醇重整反应来获取氢源,产生的气体中含75的H2、24的CO2和1的CO。CO会优先吸附在金属正极,从而造成Pt电极中毒而使其效率严重损失。因此,必须对将要进入燃料电池的氢气进行净化处理,脱除其中的CO,使其达到10x104以下,方能确保电池电极的正常使用。
目前理想的处理方法为选择性氧化脱除法。已有研究表明,金催化剂对CO选择性氧化反应具有较其它贵金属更为良好的反应活性和选择性。和其它贵金属一样,非负载的金对H2O2反应的催化活性远远地高于对CO氧化的催化活性;而负载型金催化剂对CO氧化具有很高的催化活性大于对H2O2反应的催化活性,因而适用于富H2气氛中CO的选择性氧化。由于金与硫之间难以成键,所以金催化剂也具有良好的抗硫能力。
42乙炔氢氯化
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对于失活的金催化剂,可以通过某些处理,使其恢复最佳活性。MCo
te等研究对失活的金催化剂(1wt)通过在氮气气氛下冷却后王水中煮沸20mi
,观测到金的负载量不变,可以重新获得活性。此外,在反应原料中加入少量NO(或Cl2、N2O等),可以阻止AuⅢ的还原,这使金催化剂可以在未停产时进行再活化,大大地延长了其使用寿命。在工业生产方面具有极好的应用前景。
随着对金催化剂研究的不断深入,金催化剂的高活性逐渐被发现,其应用领域也不断拓展。但是,目前的研究工作只是探索性的,理论尚未成熟。因此,r
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