Cu–Fe–Al尖晶石催化剂

抗烧结高活性

通过Al³⁺修饰优化电子转移，显著增强CO吸附与水活化能力，提升水煤气变换制氢效率并抑制铜烧结失活。

Guo, Zhi · Chunjin, Huang · Ren, Hongju · 方辉煌 · 陈崇启 · 罗宇 · 林性贻 · 江莉龙

International Journal of Hydrogen Energy 2025

技术优势

抗烧结失活

Al³⁺修饰提高了Cu物种的分散性和稳定性，抑制其在反应过程中的迁移聚集，从而延长催化剂寿命。

提高Cu⁺比例

Al³⁺修饰促进电子转移，使Cu⁺/(Cu⁰+Cu⁺)比例上升，Cu⁺作为WGS活性位点可同时活化CO和H₂O。

增强CO吸附与水活化

Cu⁺比例提高增强了催化剂对CO的吸附能力和H₂O的解离能力，加速WGS反应速率。

明确反应机理

结合TPSR和红外光谱，揭示了弱水解离能力与中等CO吸附容量的催化剂倾向于缔合机理，为催化剂设计提供理论依据。

应用场景

• 低温水煤气变换：抗烧结、高活性的Cu⁺比例提升，维持低温变换长期稳定运行。
• 制氢催化剂：增强CO吸附与水活化，提升制氢反应速率与产率。
• 燃料电池氢源净化：高效降CO浓度至燃料电池容忍限以下，净化富氢重整气。
• 碳基燃料制氢：适配煤气化/重整产气中的变换工段，提高碳基燃料制氢效率。