Cu基催化劑失活的原因主要有燒結(jié)、積碳、中毒等，其中燒結(jié)是甲醇蒸汽重整反應(yīng)中導(dǎo)致Cu基催化劑失活的主要原因。Hughes總結(jié)了部分金屬的熱穩(wěn)定性順序：Ag<Cu<Au<Pd<Fe<Ni<Co<Pt<Rh<Ru<Ir<Os<Re。由此看出，Cu基催化劑相比其他甲醇制氫催化劑（Ni、Pd）更容易受溫度的影響。金屬Cu的塔曼溫度較低（407 ℃），高溫下Cu晶格易發(fā)生原子遷移，使晶粒聚集從而導(dǎo)致燒結(jié)。雖然加入ZnO，Al₂O₃，ZrO₂等助劑可以提高催化劑的熱穩(wěn)定性，但Cu基催化劑的使用溫度一般低于300 ℃。

       催化劑的中毒主要與硫化物、氯化物有關(guān)。硫化物會(huì)與金屬Cu生成Cu₂S，覆蓋催化劑的活性中心，進(jìn)而導(dǎo)致催化劑的失活。具體表現(xiàn)為在室溫環(huán)境下，催化劑中的氧原子會(huì)與Cu(110)晶面發(fā)生反應(yīng)，引起表面異構(gòu)，從而形成穩(wěn)定的-O-Cu-O-Cu-O-鏈。但當(dāng)環(huán)境中存在硫化物時(shí)，硫原子會(huì)取代鏈中的氧原子，破壞Cu基催化劑表面穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，且由于反應(yīng)活化能（<18kJ/mol）和反應(yīng)溫度（105-173 K）均低，該反應(yīng)幾乎自發(fā)進(jìn)行。而氯化物中毒導(dǎo)致Cu基催化劑失活，根據(jù)文獻(xiàn)可分為以下四種機(jī)理：

       1.微量CuCl會(huì)加劇催化劑的硫中毒進(jìn)程；

       2.反應(yīng)生成可以阻塞或改變活性位的Cl原子；

       3.反應(yīng)生成熔點(diǎn)低、高遷移性的CuCl，加速Cu基催化劑的燒結(jié)；

       4.與ZnO反應(yīng)生成ZnCl₂，使Cu失去ZnO的保護(hù)作用，加快了失活過(guò)程。

       當(dāng)水醇比較低或反應(yīng)溫度較高時(shí)，甲醇蒸汽重整中Cu基催化劑容易發(fā)生副反應(yīng)生成積碳導(dǎo)致失活。積碳一方面來(lái)源于反應(yīng)過(guò)程中形成的碳?xì)浠衔?，另一方面由CO通過(guò)Boydouard反應(yīng)轉(zhuǎn)化為單質(zhì)碳，這些積碳會(huì)堵塞催化劑的孔隙及覆蓋催化劑表面活性物種從而降低催化劑的甲醇蒸汽重整制氫性能。

       Agarwal等對(duì)Cu/ZnO/Al₂O₃催化劑在甲醇蒸汽重整制氫中的積碳行為進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)失活催化劑表面存在石墨碳和碳?xì)浠衔飪煞N積碳物種，在將催化劑的積碳量與催化劑活性關(guān)聯(lián)后，發(fā)現(xiàn)催化劑失活速率與積碳層數(shù)有關(guān)，但主要受單層積碳控制。

        Thattarathody等的程序升溫氧化結(jié)果也顯示失活催化劑上存在兩種碳物種，燃燒溫度為260℃和400℃的積碳為碳?xì)浠衔?，燃燒溫度?00℃的積碳為催化劑表面上的石墨碳。為了提高催化劑的性能和抑制催化劑失活，Zhang等向Cu基催化劑中添加CeO₂，利用CeO₂的儲(chǔ)放氧能力消除催化劑表面的積碳。

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