改性钴基催化剂对CO低温氧化反应的性能研究(2)
常用的物理脱除一氧化碳方法包括：变压吸附法、膜分离法和溶剂吸收法。其中，变压吸附法和膜分离法应用较多。变压吸附法是对特定气体吸附和解析能力上的差异进行分离。变压吸附法工艺复杂，仅适用于工厂里集中制氢。膜分离法是借助混合气体中各组分在高分子膜表面上的吸附能力以及在膜内溶解－扩散上的差异进行分离的。分离氢气和一氧化碳的膜有金属膜和高分子聚合膜。膜分离的缺点有效率低以及使用后易于出现龟裂。由于物理净化方法存在以上缺点，不易应用于富氢气体中一氧化碳的净化。
净化一氧化碳的化学方法主要有低温水煤气变换法、甲烷化法和CO优先氧化法。低温水煤气变换反应脱出CO，同时还生成H2，常用于浓度高时脱除一氧化碳。该反应为放热反应，在低温下有利于化学平衡，但反应速率相对较慢，难以达到一氧化碳含量在百万分之一级的要求。一氧化碳甲烷化是CO在一定的温度和催化剂作用下，与H2发生反应，生成CH4和水蒸气，技术比较成熟，但该方法会消耗大量的氢气。
一氧化碳低（常）温催化氧化，即在环境温度下让它与空气中的氧气发生转化，转化成无毒性的CO2。该方法在许多方面具有重要的实用价值，颇受学者的关注。随着社会的发展和人们不断提高的生活水平，该方法成为消除大量存在的低浓度一氧化碳最好的方法，应用也越来越广泛，在诸多方面都有重要的应用前景。由此可见，一氧化碳的催化氧化涉及工业、军事、环保，甚至是人类生活的方方面面，因此实现一氧化碳在较低温度下的催化氧化已经成为催化研究的热点问题之一，研究低成本、环境温度、高效率的一氧化碳氧化催化剂也是众多研究的目标。
除去富氢气体中的一氧化碳，采用优先氧化方法，要求催化剂具有高一氧化碳氧化活性，同时还具有高一氧化碳选择性和高稳定性。根据文献报道，可将一氧化碳低（常）温催化氧化反应催化剂按活性组份分为三类：一是以铜为主的过渡金属催化剂，二是Au催化剂，三是贵金属催化剂，如Pt,Ru等。下面分别介绍这几类催化剂的研究进展。
表面科学技术研究表明，在高真空状态下，在无负载或单晶贵金属催化剂表面上，一氧化碳氧化一般按langmuir-hinshelwood（L-H）机理进行[5]：
CO + M→ MCO(equilibrium)
O2 + 2M→ 2MO
MCO+ MO→CO2+2M
MO+Mv→MvO+M
MvO+MCO→CO2+Mv+M
其中：M：金属表面空位 MCO和MO：吸附一氧化碳和吸附O
Mv:表面下层金属空位
MvO:表面下层空位被氧占据的Mv位
在金属催化剂上，CO氧化按氧化还原机理进行:
O2+2Ni2+→2Ni3++2O-
CO(g) →CO(ads)
[O-K Ni3+]+CO(ads) →CO2(ads)+Ni2+
CO2(ads) →CO2(g)
对于负载型催化剂而言，一氧化碳氧化反应可能按照如下机理进行：
1.一氧化碳在活性组分表面活化，而氧气由金属载体界面的氧空位活化；
2.一氧化碳被活性组分吸附，氧吸附在载体的空位上形成氧气，溢流到活性组分与载体的界面上，同吸附于活性组分上的一氧化碳反应生成类碳酸根，然后分解为二氧化碳。即：
CO+2O2- →CO32-+2e-
CO32-→CO2+O2-
2e-+Zn2+→ZnO
ZnO+ O2→2Zn2++2O2- ;
3. 一氧化碳和氧气在活性组分上化学吸附释放能量导致局部升温增强催化活性，这时一般为非还原性载体二氧化硅，三氧化二铝和氧化镁等。
4. 一氧化碳在活性位上歧化生成二氧化碳和碳.
CO(g) →CO(ads)
2CO(ads) →CO2(ads)+C
CO2(ads) →CO2(g)
5.化学吸附的原子和分子氧与气相中一氧化碳的反应