中国安全科学学报

作者：周露函, 姜延航, 李旭, 孙亚胜男, 王丽新

单位：1 铜仁职业技术学院 工学院,贵州 铜仁 554300；2 国能神东煤炭集团 补连塔煤矿, 内蒙古 鄂尔多斯 017209；3 辽宁工程技术大学 安全科学与工程学院,辽宁 葫芦岛 125000；4 北京建筑材料检验研究院股份有限公司,北京 100041

关键词：Cu-Mn型CO催化剂,催化氧化特性,金属掺杂,沉淀温度,CO体积分数

为探究不同金属掺杂和沉淀温度对Cu-Mn型催化剂催化氧化CO性能的影响,首先采用共沉淀法制备Cu-Mn型CO催化剂,利用自主搭建的试验平台,测试分析不同金属掺杂和沉淀温度条件下Cu-Mn型CO催化剂催化氧化CO特性;然后通过全自动物理吸附仪和X射线衍射(XRD)分析仪获得催化剂的孔隙特征参数和表面晶型结构,采用原位漫反射红外光谱技术展示催化剂催化氧化CO的反应过程,并介绍催化剂在煤矿井下的应用前景。研究结果表明:试验测试时间内(80 s以内),随着反应时间的增加,CO体积分数表现为逐渐减小、缓慢增加后趋于平缓的变化特征,反应的CO物质的量逐渐增加。催化剂催化氧化CO效果越好,其比表面积越大,平均孔径越小,总孔容越大。当掺杂金属分别为Sn、Fe和Ce时,3种催化剂的催化氧化CO特性强弱由大到小为:CuMnOx-Ce>CuMnOx-Sn>CuMnOx-Fe,参与反应的CO物质的量分别为0.015 3、0.009 3和0.020 3 mol,CO消除效率分别为61%、47%和77%。沉淀温度为70 ℃时,催化剂的晶核数量要明显高于沉淀温度为60和80 ℃,当沉淀温度分别为60、70和80 ℃时,3种催化剂的催化氧化CO特性强弱由大到小为:CuMnOx-Ce-70>CuMnOx-Ce-80>CuMnOx-Ce-60,参与反应的CO物质的量分别为0.019 45、0.020 3和0.019 8 mol,CO消除速率分别为74%、77%和75%。含有丰富的表面氧空位是提高CO氧化反应和催化氧化性能的关键因素,CeO2的存在有助于含碳物种的形成、氧活化和迁移。

来源：2025年第1期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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