水煤气变换反应催化研究
水煤气工艺流程
水煤气工艺流程水煤气是一种重要的燃料，它可以通过水煤气工艺流程来生产。
水煤气工艺流程是一个复杂的过程，包括了多个步骤和反应。
在这篇文章中，我们将详细介绍水煤气工艺流程的各个步骤和反应。
1. 煤气化。
煤气化是水煤气工艺流程的第一步，它是将煤转化为可燃气体的过程。
在煤气化过程中，煤被加热并与气化剂（通常是水蒸气）反应，生成一种混合气体，其中包括一氧化碳、氢气和其他气体。
这些气体将被用作水煤气的原料。
2. 水煤气变换。
水煤气变换是水煤气工艺流程的第二步，它是将煤气中的一氧化碳和水反应，生成更多的氢气和二氧化碳的过程。
这个反应通常在高温和高压下进行，需要使用催化剂来加速反应速率。
水煤气变换可以提高水煤气的氢气含量，使其更适合作为燃料使用。
3. 水煤气净化。
水煤气净化是水煤气工艺流程的第三步，它是将水煤气中的杂质和有害物质去除的过程。
在这个步骤中，水煤气会经过冷却、洗涤和吸附等过程，去除其中的硫化氢、氨、苯等有害物质，以及灰尘和其他固体杂质。
经过净化后的水煤气将更加纯净，可以用于生产燃料或化工原料。
4. 水煤气利用。
经过以上步骤后，水煤气将成为一种纯净的可燃气体，可以用于生产燃料或化工原料。
水煤气可以用作城市煤气、工业燃料或化工原料，也可以通过合成反应生成甲醇、合成氨等化工产品。
总的来说，水煤气工艺流程是一个复杂而重要的过程，它可以将煤转化为可燃气体，为人们的生活和工业生产提供能源和原料。
随着技术的进步，水煤气工艺流程也在不断改进，以提高生产效率和降低环境污染。
希望通过不断的研究和创新，水煤气工艺流程能够更好地为人类社会的发展和进步做出贡献。
CO变换工艺发展过程及趋势
CO变换工艺发展过程及趋势摘要本文介绍了CO变换工艺的发展过程和趋势,论述了变换催化剂、反应器、节能工艺和数字模型的发展，论述了变换工艺的发展方向，指出了需要研究和解决的问题。
关键词 CO变换；催化剂；合成气；节能前言一氧化碳变换（也称水煤气变换，water gas shift）是指合成气中的一氧化碳借助于催化剂的作用，在一定温度下与水蒸气反应，生成二氧化碳和氢气的过程。
通过变换反应既降低了合成气中的一氧化碳含量，又得到了更多氢气，调节了碳氢比，满足不同的生产需要（例如合成甲醇等）。
其工业应用已有90多年历史。
在合成气制醇、制烃催化过程中，低温水气变换反应通常用于甲醇重整制氢反应中大量CO的去除，同时在环境科学甚至在民用化学方面所起作用也不可忽视，如汽车尾气的处理、家用煤气降低CO的含量等。
本文将从CO变换工艺的几个因素展开论述。
一、CO变换原理[1]一氧化碳变换反应是在催化剂存在的条件下进行的，是一个典型的气固相催化反应。
变换过程为含有C、H、O三种元素的CO和H2O共存的系统，在CO变换的催化反应过程中，主要反应为：CO+H2O＝CO2+H2? ΔH= - mol在某种条件下会发生CO分解等其他副反应，分别如下：?2CO＝C+CO2?2CO+2H2＝CH4+CO2?CO+3H2＝CH4+H2O?CO2+4H2＝CH4+2H2O变换反应平衡受多种反应条件影响：（1）温度影响由于CO变换反应是个放热可逆反应，因此低温有利于平衡向右移。
（2）水碳比影响提高水碳比，可增加一氧化碳的转化率，有利于平衡向右移。
（3）原料气含CO2影响 CO2为反应产物，应尽量降低原料气中CO2的含量，确保平衡不向左移动。
变换反应速率受多种反应条件影响：（1）压力影响加压可提高反应物分压，在3MPa以下，反应速率与压力平方成正比。
（2）水碳比影响在水碳比低于4的情况下，提高水碳比可使变换反应速率加快。
（3）温度影响由于CO变换反应是个放热可逆反应，存在最佳反应温度。
三年高考(2021-2021)化学真题分项版解析——专题15 化学反应原理综合(原卷版)
专题15 化学反应原理综合1．[2019新课标Ⅰ]水煤气变换[CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。
回答下列问题：（1）Shibata 曾做过下列实验：①使纯H 2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H 2的物质的量分数为0.0250。
②在同一温度下用CO 还原CoO(s)，平衡后气体中CO 的物质的量分数为0.0192。
根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_________H 2（填“大于”或“小于”）。
（2）721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H 2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H 2的物质的量分数为_________（填标号）。
A ．＜0.25B ．0.25C ．0.25~0.50D ．0.50E ．＞0.50（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用❉标注。
可知水煤气变换的ΔH ________0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E 正=_________eV ，写出该步骤的化学方程式_______________________。
（4）Shoichi 研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO 和H 2分压随时间变化关系（如下图所示），催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的2H O p 和CO p 相等、2CO p 和2H p 相等。
计算曲线a 的反应在30~90 min 内的平均速率v (a)=___________kPa·min −1。
467 ℃时2H p 和CO p 随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。
489 ℃时2H p 和CO p 随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。
嵌埋式纳米钌基催化剂的制备及其催化水煤气变换反应的性能
Ｍ ｇ ２ ｐ ｎ ｌｓ ｐ ｏ ｔ Ａ１０４ｓ ｉ ｅ ｕ ｐ ｒ ．Ｔｈ ｓ ｐ ｅ ａ ｅ ｍｂｅ ｄｅ ａａ ｙ ｔｓ ｗｅ ｇ ｃ ｉ ｔ ｏ ｈｅ ｗａ ｅ — ａ ｈｉｔｒ ａ — ｅ ａ— ｒｐ ｒｄ ｅ ｄ ｄ ｃ ｔ ｌ ｓ ｈｏ ｄ ｈｉ ｈ ａ ｔｖｉｙ ｆ ｒ ｔ ｔ ｒｇ ｓ ｓ ｆ ｅ ｃ ｔｏ ｉ ｎ，ａ ｄ ｔ ａ ｏ ａ ｔｃｅ ｏ ａ ｔ ｄ ｗｉｈ ｒ ａ ｔ ｎ ｌｃ ｌｓｔ ｏ ｇ ｈ ｏｒ ｓｆ ｒ ｄ ｄ ｒｎ ｈ ａｃｎ ｔｏ ｎ ｈｅＲｕ ｎ ｎ ｐ ｒｉｌｓｃ ｎｔ ｃｅ ｔ ｅ ｃ ａ ｔｍｏｅ ｕ ｅ ｈｒ ｕ ｈ ｔ ｅ ｐ ｅ ｏ ｍｅ ｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ｃ ｌｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｈｅｃ ｔ ｌ ｓ ．Ｔｈ ｄ ｔｏ ｆａ ｐ ｒ ｐ ｉｔ ｍｏ ｎｔｏｆＫ２ ａ ２ ｏ ｔ ｒ ｆｅ ｔｖ ｌ ｍｐ ｏ ｅ ｈ ａ — ｆｔ ａ ａ ｙ ｔ ｅ ａ ｄｉｉｎ ｏ ｎ ａ ｐ ｏ ｒａ ｅ ａ ｕ ０ ｎｄ Ｌａ ０３ｐｒ ｍｏ ｅ ｓｅ ｆｃ ｉ ｅｙ ｉ ｒ ｖ ｄ ｔ ｅ ｃ ｔ
Ｒ ｕ纳 米 粒 子 均 匀 分 散 在 载 体 内 部 ， 化 反 应 活 性 中 心 通 过 载 体 上 形 成 的 细 微 孔 道 与 反 应 物 接 触 ．向 催 化 剂 中Ｌ ， 剂 可 以有 效 地 提 高其 催 化 活性 ． ， ａ０ 助
关 键 词 ： ； 米 粒 子 ；氧 化 镧 ； 化 钾 ； 埋 式 催 化 剂 ；水 煤 气 变换 反 应 钌 纳 氧 嵌
Ａｂｓｒ ｃ ｔａ ｔ：Ｒｕ ｎ ｐａ ｔｃｅ ｔ ｎ ａ ｅ ａ ｅ ｄ ａ ｔ ｒｏ ９ ｎｍ ｒ ｒ ｐａ ｅ ｓｎ ｈｅｓ ｌｇ ｌｍｅ ｈ ｄ．Ｒｕ Ｏ２ｎａ ｏ ｒ ｉｌｓｗｉｈ ａ ｖ ｒ ｇ ｉｍｅ ｅ ｆ４． ｗｅ ｅ ｐ ｅ ｒ ｄ ｕ ｉ ｇ ｔ ｏ — ｅ ｔ ｏ —
CO变换工艺发展过程及趋势
CO变换工艺发展过程及趋势摘要本文介绍了CO变换工艺的发展过程和趋势,论述了变换催化剂、反应器、节能工艺和数字模型的发展，论述了变换工艺的发展方向，指出了需要研究和解决的问题。
关键词 CO变换；催化剂；合成气；节能前言一氧化碳变换（也称水煤气变换，water gas shift）是指合成气中的一氧化碳借助于催化剂的作用，在一定温度下与水蒸气反应，生成二氧化碳和氢气的过程。
通过变换反应既降低了合成气中的一氧化碳含量，又得到了更多氢气，调节了碳氢比，满足不同的生产需要（例如合成甲醇等）。
其工业应用已有90多年历史。
在合成气制醇、制烃催化过程中，低温水气变换反应通常用于甲醇重整制氢反应中大量CO的去除，同时在环境科学甚至在民用化学方面所起作用也不可忽视，如汽车尾气的处理、家用煤气降低CO的含量等。
本文将从CO 变换工艺的几个因素展开论述。
一、CO变换原理[1]一氧化碳变换反应是在催化剂存在的条件下进行的，是一个典型的气固相催化反应。
变换过程为含有C、H、O三种元素的CO和H2O共存的系统，在CO变换的催化反应过程中，主要反应为：CO+H2O＝CO2+H2ΔH= - 41.2kJ/mol在某种条件下会发生CO分解等其他副反应，分别如下：2CO＝C+CO22CO+2H2＝CH4+CO2CO+3H2＝CH4+H2OCO2+4H2＝CH4+2H2O1.CO变换反应平衡受多种反应条件影响：（1）温度影响由于CO变换反应是个放热可逆反应，因此低温有利于平衡向右移。
（2）水碳比影响提高水碳比，可增加一氧化碳的转化率，有利于平衡向右移。
（3）原料气含CO2影响 CO2为反应产物，应尽量降低原料气中CO2的含量，确保平衡不向左移动。
2.CO变换反应速率受多种反应条件影响：（1）压力影响加压可提高反应物分压，在3MPa以下，反应速率与压力平方成正比。
（2）水碳比影响在水碳比低于4的情况下，提高水碳比可使变换反应速率加快。
高温变换催化剂的研究进展
司的 Ｋ ．ｌ ６１ 催化剂和南方化学公司的 Ｃ ２ 催化 １－ ４
阻燃剂会明显降低 聚碳酸酯的热变形温度和冲击
强度 ， 因此比较适宜的是有机硅系阻燃剂。此外 ， 随着通信电器轻量小型化对聚碳酸酯材料提出了 更高要求， 目前聚碳酸酯／ Ｂ 合金就特别适宜在 ＡＳ
应用在计算机领域。
术潜力 ， 与世界先进的大公 司合作 ， 开展非光气法 聚碳酸酯的生产 和应用开发工作 ， 为我国聚碳酸 酯的生产水平早 日 赶超国外先进水平奠定 良好的
基础。
④ 低残 留有 害物的食 品容器。工业合成聚
碳酸酯是双酚 Ａ型 ， 由于合成时有微量未反应 的 单体双酚 Ａ残 留在树脂 中， 在作 为饮用水桶和食
通信电器及航空航天工业 中应用。 ③ 表面金属化 的汽车部 件。聚碳酸酯表 面 经金属化后具有 良好 的金属光泽及 高强度 ， 广泛
应用前景。
⑤ 防开裂脆化 的医疗器 械。聚碳 酸酯具有 诸多优异性能 ， 目前已经应用于医疗器械中， 由于 其耐化学品性较差 ， 在化学药品的存在下 ， 容易引 起 内应力开裂 ， 如聚碳酸酯在人工透析器 、 人工肺
［ 参考文献 ］
［ ］黄振豪． １ 聚碳酸酯 ［ ∥化工百 科全 书 ： ９ 北京 ｔ 学 Ｍ］ 第 眷． 化
工业 出版社 。９４ １９
品容器时易被溶 出从而影 响身体健康 ， 因此要开
发卫生级的聚碳 酸酯树脂 ， 用作饮用水桶和其他 食品容器的生产和使用。作为饮用水桶和其他食
【 ］ 王雄伟． 国 Ｐ ２ 中 ｃ正在 进 入投 资 高峰 期 ［ ］ 中 国化 工报 ， Ｎ．
剂 。如 Ｊｈｓ ａ ｈｙ 司的 ７．、１ ｏｎｏ Ｍ ｔ ｅ 公 ｎ ｔ １ ７． ７－ ３ ４及 １５ 催化剂、 托普索公司的 Ｓ － １ 催化剂 ，Ａ Ｆ Ｋ２ ． ０２ Ｂ Ｓ 公
(常考题)人教版高中化学选修一第一章《化学反应的热效应》检测题(含答案解析)
一、选择题1．(0分)[ID ：138002]水煤气变换反应为：CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g)。
我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。
下列说法正确的是A ．水煤气变换反应的∆H>0B ．步骤③的化学方程式为：CO·+OH·+H 2O(g)=COOH·+H 2O·C ．步骤⑤只有非极性键H-H 键形成D ．该历程中最大能垒(活化能)E 正=1.86eV2．(0分)[ID ：138000]已知断裂1 mol 化学键所需的能量（kJ ）：N≡N 为942、O=O 为500、N －N 为154，O －H 为452.5，则断裂1 mol N －H 所需的能量（kJ ）是A ．194B ．316C ．391D ．6583．(0分)[ID ：138095]以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法，其流程图如下：相关反应的热化学方程式为：反应I ：()()()()()22224SO g +I g +2H O l =2HI aq +H SO aq -11ΔH =-213kJ mol ⋅反应II ：()()()()242221H SO aq =SO g +H O l +O g 2-12ΔH =+327kJ mol ⋅反应III ：()()()222Hl aq =H g +I g -13ΔH =+172kJ mol ⋅下列说法不正确．．．的是 A ．该过程实现了太阳能到化学能的转化 B ．2SO 和2I 对总反应起到了催化剂的作用C ．总反应的热化学方程式为：()()()2222H O l =2H g +O g -1ΔH=+286kJ mol ⋅D ．该过程使水分解制氢反应更加容易发生，但总反应的ΔH 不变 4．(0分)[ID ：138094]在同温同压下，下列各组热化学方程式中a > b 的是 A ．2H 2(g)+O 2(g)=2H 2O(g) △H=a ；2H 2(g)+O 2(g)=2H 2O(l) △H=b B ．S(g)+O 2(g)⇌SO 2(g) △H=a ；S(s)+O 2(g)⇌SO 2(g) △H=b C ．C(s)+O 2(g)=CO 2(g) △H=a ；C(s)+12O 2(g)=CO(g) △H=b D ．H 2(g)+Cl 2(g)=2HCl(g) △H=a ；12H 2(g)+ 12Cl 2(g)=HCl(g) △H=b 5．(0分)[ID ：138093]已知：反应2CuO/CuCl 20℃22404HCl+O 2Cl +2H O 中，4 mol HCl 被氧化，放出115.6 kJ 的热量。
2023届高三化学一轮复习 第六章化学反应与热能第一节焓变与热化学方程式
【学习任务四五】能量变化的表征
【对点练】
1、已知：H2(g)＋F2(g)=2HF(g)ΔH＝-270kJ/mol，下列说法正确的是( C )
A．氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是放热反应 B．1 mol H2与1 mol F2反应生成2 mol液态HF放出的热量
①该反应的△H ﹥ 0
② 虚 线表示有催化剂的反应
E4------------------E3
③在无催化剂的情况下，_E_1_为正反应 的活化能，_E_2__为逆反应的活化能，ΔH＝_E_1-_E_2 ___。
图1
④催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小。
【学习任务四】能量变化的表征
活化能与焓变的关系
热化学方程式：
表示参加反应的物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。
【特别注意】“可逆反应”的△H ——表示完全反应对应的反应热
【学习任务五】能量变化的表征
2、书写方法
【学习任务四】能量变化的表征
思考：写出下列反应的热化学方程式
（1）2.00g C2H2完全燃烧生成液态水和CO2放出的热量为99.6KJ， 写出C2H2燃烧的热化学方程式。
【学习任务四】能量变化的表征 能量变化的表征 1、图像表征
【学习任务四一】能认量识变反化应的热表和征焓变
【学习任务四】能量变化的表征 【对点练】
2.(2020·四川攀枝花统考)我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同
粒子)催化水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH<0，
2．下列变化过程中会放出热量的是（ D ）
水煤气制备化学方程式
水煤气制备化学方程式
水煤气制备
简介
•水煤气（Synthesis Gas）是一种由一氧化碳和氢气组成的气体混合物。
•它通常是通过在高温下将煤或天然气与水蒸气反应生成的。
反应方程式
•水煤气制备的反应通常由以下两个主要反应组成：
1. 气化反应（Gasification Reaction）
•燃料（煤或天然气）在缺氧或有限氧气条件下发生热解反应，生成一氧化碳和水蒸气。
•反应方程式：C + H2O -> CO + H2
举例说明：
•煤在高温下与水蒸气反应，生成一氧化碳和氢气。
•方程式：C + H2O -> CO + H2
•例如，假设有1000 kg的煤与2000 kg的水蒸气反应，则可以得到2000 kg的一氧化碳和8000 kg的氢气。
2. 变换反应（Shift Reaction）
•一氧化碳和水蒸气在催化剂的催化下发生反应，生成更多的氢气和二氧化碳。
•反应方程式：CO + H2O -> CO2 + H2
举例说明：
•一氧化碳和水蒸气经过催化剂的作用，生成二氧化碳和氢气。
•方程式：CO + H2O -> CO2 + H2
•例如，假设有2000 kg的一氧化碳和2000 kg的水蒸气反应，则可以得到4000 kg的二氧化碳和4000 kg的氢气。
总结
•水煤气制备是通过煤或天然气与水蒸气的反应生成的一种气体混合物。
•反应方程式包括气化反应和变换反应。
•气化反应是通过燃料在缺氧或有限氧气条件下的热解反应生成一氧化碳和水蒸气。
•变换反应是通过一氧化碳和水蒸气在催化剂的催化下的反应生成二氧化碳和氢气。
上海弘文学校高中化学选修一第一章《化学反应的热效应》经典练习题(含解析)
一、选择题1．水煤气变换反应为：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)。
我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。
下列说法正确的是A．水煤气变换反应的∆H>0B．步骤③的化学方程式为：CO·+OH·+H2O(g)=COOH·+H2O·C．步骤⑤只有非极性键H-H键形成D．该历程中最大能垒(活化能)E正=1.86eV答案：B【详解】A.由示意图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，△H＜0，故A错误；B. 由示意图可知，步骤③为CO·、OH·、H2O(g)和H·反应生成COOH·、H2O·和H·，反应的化学方程式为：CO·+OH·+H2O(g)=COOH·+H2O·，故B正确；C.由示意图可知，步骤⑤除有非极性键H—H键形成外，还要碳氧极性键和氢氧极性键生成，故C错误；D.由示意图可知，步骤④的能垒最大，E正=1.86eV—（—0.16eV）=2.02eV，故D错误；答案选B。
2．已知断裂1 mol化学键所需的能量（kJ）：N≡N为942、O=O为500、N－N为154，O －H为452.5，则断裂1 mol N－H所需的能量（kJ）是A．194B．316C．391D．658答案：C解析：依据图象分析，反应为N 2H 4+O 2=N 2+2H 2O ，反应的焓变△H=-534kJ/mol ，反应的焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量。
【详解】依据图象分析，反应为N 2H 4+O 2=N 2+2H 2O ，反应的焓变△H=-534kJ/mol ，反应的焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量，设断裂1molN-H 键吸收的能量为x ，断裂化学键吸收的能量=2752-534=2218，形成新键释放的能量=4x+154+500=2218，解得：x=391。
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水煤气变换反应催化研究 作者：***
摘要：能源问题是全球人民关注日益密切的问题，能源的高效利用和开发发新能源成为各国科学家要努力攻破的课题。氢能是一种很好的替代能源,并且燃料电池制氢系统具有高效、可靠、灵活、低污染、操作性能优良等特点,而且燃烧过程不产生任何环境污染物,使氢成为真正最清洁的燃料, 氢能无疑是最环保的能源，没有之一，所以各国都在大力开发氢燃料电池技术。制氢技术的发展有利于氢能源的广泛利用，目前水煤气变换反应(WGS, CO+H2O=CO2+H2, kJ/mol)能够有效的使等量的CO与H20反应,转变成C02和H2,因此水煤气变换反应在制氢工业中有着广泛的应用。
关键词：水煤气 变换反应 低温 催化剂 前言：随着新型燃料电池工业的兴起, 负载型金催化 剂在水煤气变换 (WGS)反应中的应用逐渐成为研究热点[1]。燃料电池具有能量效率高、环境友好等优点, 作 为固定式电源和移动式电源具有广阔的应用前景。 其中, 质子交换膜燃料电池被认为是最适宜的动力 电源。烃类和醇类 (如天然气、甲醇 )等富氢燃料 通过现场重整的方式为燃料电池提供氢源, 是近期 乃至中期最现实的燃料电池氢源解决方案[2]。
正文：水煤气变换(WGS)反应主要用于精华合成气，为合成氢的反应过程提供洁净的H2 来源，近年来，，由于以纯氢为原料的车载质子交换膜燃料电池（PEMPC）技术的兴起，是的这一静电反应再次引起研究者的极大兴趣，负载Au催化剂具有较高的低温活性、较宽的活性温区、较好的抗氧化性能及抗水性能，因而被认为是最适合用于PEMFC苛刻操纵环境的WOS催化剂之一。 目前，具有较好WGS催化活性的负载Au 催化体系包括Au/Fe2O3, Au/TiO2, Au/ThO2, Au/CuxMnyOz,Au/CeZrO4及Au/ZrO2等。其中，Au/ZrO2因性能友谊而成为近年来的研究热点。研究发现，ZrO2的晶型、颗粒及晶粒大小、表面羟基的浓度以及比表面积等性质对Au/ZrO2
催化剂的性能有显著影响。例如，Au负载在单斜相ZrO2(m-ZrO2)上比负载在四方相
ZrO2(t-ZrO2)上具有更高的低温WGS催化活性；ZrO2晶粒尺寸增大会减小催化剂的活性中心，即Au-ZrO2接触边界的浓度等。而这些性质又直接由ZrO2的制备方法所决定，因此选择合适的ZrO2制备方法对于提高催化剂性能、研究催化剂结构-性能之间的关系以及进一步指导催化剂的优化具有重要的意义。目前,文献所报道的Au/ZrO2催化剂中ZrO2载体主要采用回流法、沉淀法及水热模板发制备，而以无需模板剂尚未见报道[3]. 近年来, Au 催化剂越来越多地用于水煤气变换 (WGS) 反应.Haruta 等研究发现, 高度分散的 Au 催化剂具有较高的催化 CO 低温氧化反应活性, 且具 有良好的湿度增强效应. Andreeva 等研究表明, 采用共沉淀法制备 Au/α-Fe2O3 催化剂时, 沉淀 pH 值 和 Au 负载量对低温 WGS 反应活性影响较大. Fu 等研究发现, Au/CeO2 催化剂具有很高的催化活 性, 这是非金属态的 Au 与 CeO2 表面相互作用的结果.然而,在WGS 反应过程中, Au 催化剂常因纳米 Au 粒子聚集长大和表面吸附碳酸盐物种等导致其催化性能急剧下降,因而在实际应用中受到限制. 第二组分的加入是提高 Au 粒子稳定性的有效方法之一.Au-Pd合金用于催化CO氧化反应，由于Pd与Au较强的相互作用，是的Au颗粒变小及活性提高。研究发现，双组份Au-Pt 催化剂活性和稳定性远好于单金属催化剂, 但 在高温或长时间运转时, 该催化剂因表面积炭而渐失活。研究表明, 碱金属助剂可通过中和催化剂表面部分酸中心, 调变其酸碱性, 提高催化剂的抗积炭能力, 从而改善催化剂稳定性； 作为电子性助 剂, 碱金属可调变主催化剂的电子结构, 使反应分子的化学吸附能力和反应活化能发生变化；碱金属的加入还会引起催化剂几何结构的变化。因此, 可以采用 X 射线衍射 (XRD)、H2-程序升温还原[4]。 CO2和H2对低温水煤气变换反应的影响–在Au/CeO2催化剂理想和现实的重整： CO2和H2对低温水煤气变换反应的活性和–Au/CeO2催化剂失活的影响。结合动力学和原位红外光谱测量，将逐步从理想到现实。反应气氛的变化在初始活性和失活行为反应气氛的结果差异很大，在显著降低活性H2和更明显的失活的富CO2气体的存在[5]. 怎样使反应生成的H2应用于新型燃料电池就需要考虑如何除去反应所生成的H2中少量CO的除杂问题，目前对这个问题的研究也相对成熟，在翻阅文献时发现氢气中除去较低浓度的CO也需要使用催化剂，具体的文献质料如下。 目前，对H2的主要生产方法是改革化石燃料。然而，该方法产生的H2气中含有10%以上的CO。众所周知，微量的CO会严重毒害铂催化剂在质子交换膜燃料电池（PEMFC）。因此，有选择性地在过量的氢气中除去CO成了迫切需求。水煤气变换（WGS）和过量的H2优先氧化反应（PROX）已被视为消除氢气中CO的有效流程。WGS是一个放热温和的限制反应平衡的反应，产生的较低浓度的CO可以在较低的反应温度完成反应。因此，用于纯化氢气质子交换膜燃料电池催化剂的WGS在低于300°C重整油流下也保持高活性。在工业过程中，Cu-ZnO/Al2O3材料通常用于低温变换工艺的催化剂。然而，Cu-ZnO/Al2O3催化剂自燃和烧结的作过程中，不满足燃料电池中的应用。氧化物负载贵金属催化剂已被视为替代催化剂。在催化剂的研究到目前为止，负载型金催化剂表现出显著的活性，在较低的温度下，比铜锌催化剂更好。然而，该负载型金催化剂在碳酸盐和烧结金纳米粒子的反应条件下容易中毒失活。Pt催化剂具有良好的稳定性，在许多反应但不太活跃的低温WGS反应起催化作用，低温下催化活性的增强是Pt基催化剂的一个关键问题。与低温水煤气变换反应动力学机理–在一个理想的反应气氛Au/CeO2催化剂。水煤气变换反应–（WGS）已经吸引了越来越多的关注，由于其有限的应用潜力限制于CO污染的去除，富氢原料气是由低温聚合物电解质燃料电池（PEFCs）造成的，例如，醇类重整或化石燃料。与CO的氧化一样，这是常用的富氢气体中去除少量的CO，水煤气变换反应–不仅降低了CO的含量，而且产生额外的氢[6-7]。 在电催化系统，Mo作为一种广泛使用的抗CO催化剂助剂。研究表明，Mo合金化的Pt可以改变Pt的d带中心通过配体的作用降低CO的吸附强度。此外，氧化钼物种丰富的PTMO合金表面可以在低电位催化水分解，从而通过双功能机理促进CO氧化。CO的吸附和活化水成为WGS反应的关键步骤。因此，Mo和MoOx可以提高对WGS反应的铂基催化剂的催化性能的作用。科学研究发现Mo的Pt催化剂的WGS反应的高活性和PTMO合金高活性的形成是必不可少的。研究Mo对负载Pt催化剂的WGS反应的影响，发现铂能提高还原氧化钼反应速率。尽管铂钼催化剂的研究很多，对Mo物种在Pt催化剂的促进作用还不是很清楚[6]。 La2O3 对 CuO/CeO2 水煤气变换反应催化剂微观结构及催化性能的影响 以 La2O3 为助剂, 采用共沉淀法制备了具有良好催化活性和热稳定性的 CuO/CeO2-La2O3 水煤气变换反应催化剂,运用 X 射线衍射、N2 吸附-脱附、Raman 光谱、程序升温还原等手段, 研究了不同含量的 La2O3 对 CuO/CeO2 催化剂微观结构及催化性能的影响。结果表明, La2O3 助剂进入了载体 CeO2 的晶格并对 CuO/CeO2 催化剂的微观结构和催化性能产生了直接影响, 适量 La2O3 的添加可以抑制 CuO 和 CeO2 晶格的长大、增强 CuO 与 CeO2 间的相互作用、提高催化剂的比表面积、促进 CeO2 载体中生成更多的氧空位, CuO/CeO2 催化剂的催化活性和热稳定性也明显改善[8]。 低温水煤气变换反应的负载型铜催化剂： 负载铜催化剂的催化性能和强烈的催化剂的还原性一定程度上取决于Cu的扩散。Cu/CeO2催化剂具有使最高的Co在WGS易还原转化的能力。一种新颖的一步共沉淀/消化过程中产生的重量20 %的Cu负载CeO2催化剂比浸渍催化剂具有较好的活性和热稳定性在具有相同的组合物的情况下。更高的活性和稳定性与催化剂在低温下WGS反应的高表面积有关，纳米CeO2的支持和易还原的催化剂。因此，共沉淀Cu-CeO2催化剂可以被认为是最好的一个对低温变换催化剂，这需要高在非常高的空速内在活性[9]。 低温催化的反向的水煤气变换反应可以通过电辅助，催化的反向的水煤气变换反应是在电场中进行（记为e-rwgs）各种催化剂在较低温度为423 K反应，其中即使在如此低的温度条件下使用PT /La-ZrO2催化为显示产量最高（约40%）的e-rwgs反应[10]。 水煤气变换反应的活化–在低温的Au/CeO2催化剂失活结合TEM，XRD，XPS，漂移，与活性研究： 催化剂失活的原因基于TEM和XRD测量，金和氧化铈粒子烧结（不可逆失活）可以被排除在外。除了对吸附单齿碳酸盐物种的形成，我们最近发现的一个主要原因：催化剂的失活，XPS测量显示显著的变化在Ce3+和小金+含量在不同气氛和再生反应过程。反应通常会导致增加催化剂的还原（即，降低小金+含量和增加Ce3 +的内容）；这是逆转在再生。相对含量之间的相关性。这些离子的催化活性是不清楚的，碳酸盐岩地层/分解和失活/再生之间， 吸附单齿碳酸盐岩地层为主要但不是催化剂的失活唯一的原因[11]。
结论：负载型催化剂一直是低温水煤气变换反应催化剂研究的热点，尤其是负载金超微粒子催化剂研究，今后负载型金催化剂仍是研究的重点，探究高效金催化剂、制备方法及其催化机理具有重要的意义。
参考文献： [1]. 李锦卫, 陈崇启, 林性贻, 郑 起. Effect of promoter on the performance of low- temperature water-gas shift reaction in H2-rich steam over supported gold catalyst.Journa l of Fuel Chemistry and Techno logy 0253-2409( 2006) 06-0712-05 [2]. 杜霞茹, 高典楠, 袁中山, 王树东. Kinetics study on the low temperature water gas shift reaction overmonolithicRe/Pt/Ce 8Zr02O2 /cordierite catalyst[J]. Jo urna l o f Fuel Chemistry and Technology. 0253-2409( 2008) 05-625-06 [3]. 张燕杰, 詹瑛瑛, 曹彦宁, 陈崇启, 林性贻, 郑起. 以水热法合成的 ZrO2 负载Au 催化剂上的低温水煤气变换反应[J]催化化学报. 0253-9837(2012)02-0230-07 [4]. 于强强, 李杨, 邹旭华, 卓红英, 姚媛媛, 索掌怀. 碱金属助剂对 Au-Pt/CeO2 催化剂催化水煤气变换反应活性的影响[J]. 0253-9837(2010)06-0671-06 [5]. Y. Denkwitza, A. Karpenkoa, V. Plzakb, R. Leppelt a, B. Schumacher a, R.J. Behma. Influence of CO2 and H2 on the low-temperature water–gas shift reaction