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水煤气变换(WGS)反应是合成氨、制氢、调节合成气加工过程中H2和CO物质的量比例的关键反应。尤其是近年随着质子交换膜燃料电池(PEMFC)技术的飞速发展,对水煤气变换反应催化剂提出了低温活性高、稳定性好、不易燃等诸多要求,使低温水煤气变换反应再次成为研究热点。本论文研究了用于催化低温水煤气变换反应的引入离子液体(IL)的钌基催化剂的制备与优化。首先,探索了制备催化剂时3种不同的引入IL的方式,包括冷冻干燥法覆IL膜的2%Ru-2%Au/FeOx催化剂、使用IL微波合成法制备2%Ru-2%Au/FeOx催化剂、引入IL的溶胶凝胶法制备2%Ru/IL@SiO2催化剂。对3种方案的制备条件和参数进行优化后,优选出HC1催化制备添加IL的Ru3(CO)12-IL@Si02凝胶催化剂为最佳方案。并进一步对酸催化溶胶凝胶法制备IL催化剂的试剂选用、TEOS体积浓度、HCl溶胶凝胶催化剂物质的量浓度等制备条件进行了优化。进一步考察了[BDMIM]BF4、[BDMIM]N03、[BDMIM]C1、[BDMIM]OTf 和[BDMIM]NTf2五种咪唑离子液体对溶胶凝胶法制备的催化剂活性的影响,以及离子液体负载量对催化剂活性的影响。优选出最适宜的离子液体为[BDMIM]BF4,制得催化剂的热稳定性最好、平均孔径和总孔容最大,CO吸附能力强、脱附反应能适中。最佳[BDMIM]BF4 负载量为 30 wt.%,Ru3(CO)12-[BDMIM]BF4@SiO2-30%在常压 160 ℃ 时CO转化率可高达93.7%。此外,结合催化剂物相性质表征(XRD、TEM、SEM、TPD、TGA)、表面组成和结构表征(EDS、ICP、IR、比表面积与孔结构测试)等测试,对5种咪唑IL及不同IL负载量制备的Ru3(CO)12-IL@Si02凝胶催化剂催化性能进行了系统表征研究。大量实验证明,通过选择不同结构的IL和使用不同的IL负载量,很容易调控制得期望孔尺寸和结构的SiO2载体,同时对催化剂的羰基钌分散度、CO吸附能力和催化性能产生显著影响。研究结果对进一步开发新型高效的一段式低温水煤气变换(WGS)反应催化剂有重要意义。