水煤气转移反应、水煤气转移催化剂与其制备方法

摘要

本发明涉及水煤气转移反应、水煤气转移催化剂与其制备方法。本发明提供的水煤气转移催化剂，包括100重量份金属氧化物载体，该金属氧化物载体的表面负载有铂，且金属氧化物载体与铂的重量比介于100∶0.1至100∶10之间；以及120至10重量份的氧化锆填充物，该氧化锆填充物的表面不负载有铂，且该氧化锆填充物与该金属氧化物载体分散混合，其中该金属氧化物载体是由氧化铈或氧化锆铈所组成。

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂，更特别关于水煤气转移反应所用的催化剂。

背景技术

高分子薄膜燃料电池(PEMFC)极可能应用于未来的定置型家庭发 电系统及电动汽车，其燃料为一氧化碳浓度低于20ppm的富氢气体。 一般碳氢化合物经重整反应产生的富氢重整气，其一氧化碳浓度约为 8～15％，需经由水煤气转移反应(WGS)如式1将一氧化碳浓度降低至 1％以下，再以选择性氧化或甲烷化反应将残余的一氧化碳浓度降至 20ppm以下。

H₂O+CO→CO₂+H₂(式1)

传统的WGS催化剂为Cu-ZnO/Al₂O₃，其反应温度范围窄，需活 化，不能接触空气也不耐热。上述缺点使此催化剂不适合应用于家庭 定置型燃料电池发电系统的燃料重整器，或需额外的配套措施，如以 蒸气重整反应设计系统，以免接触空气。

另一种WGS催化剂为贵金属催化剂，其反应温度范围宽、不需活 化、有较佳耐热性，适用于重整器的一氧化碳转换器。在美国专利第 6,455,182号中，公开的Pt/CeO₂-ZrO₂的活性比传统的铜锌催化剂好。 在美国专利第6,777,117号中，公开了Pt-M/ZrO₂(M可为Re、Se、或 Pr)。在美国专利第6,723,298号中，公开了PtPdFe/CeO₂/Al₂O₃的催化 剂系统。在US 6,790,432中，公开了Pt/SnO₂/CeO₂催化剂，并宣称SnO₂可抑制甲烷化反应。在欧洲专利第1,184,445号中，公开了Pt-M/TiO₂(M 可为Al、Si、P、S、或V)。事实上，上述催化剂均有其缺点。举例来 说，大部份的催化剂的贵金属含量偏高，这将提高成本。美国专利第 6,455,182号所公开的Pt/CeO₂-ZrO₂号称氧化锆铈可提供氧并加速一氧 化碳转换为二氧化碳，因此可降低贵金属用量。但Pt/CeO₂-ZrO₂在长 时间使用后，催化剂的一氧化碳转化率有缓慢下降的问题。在Catalyst today，104，第18页，2005、Applied catalysis：Environ.，56，第69页，2005、 及Applied catalysis：Environ.，93，第250页，2010等期刊中提及二氧化铈 在启动反应与停止反应时会转变为碳酸铈，因此丧失供氧的效果。长 时间反应下其一氧化碳转换率将会下降。

发明内容

本发明一实施例提供一种水煤气转移催化剂，包括100重量份金 属氧化物载体，该金属氧化物载体的表面负载有铂，且金属氧化物载 体与铂的重量比介于100∶0.1至100∶10之间；以及120至10重量份的 氧化锆填充物，该氧化锆填充物的表面不负载有铂，且该氧化锆填充 物与该金属氧化物载体分散混合，其中该金属氧化物载体是由氧化铈 或氧化锆铈所组成。

本发明另一实施例提供一种水煤气转移反应，包括提供水煤气， 水煤气包括水与一氧化碳，且水与一氧化碳的摩尔比介于3∶1至10∶1 之间；以及将水煤气通入上述的水煤气转移催化剂，使水煤气中的一 氧化碳与水反应形成二氧化碳与氢气。

本发明又一实施例提供一种水煤气转移催化剂的制备方法，包括 将铂沉积于金属氧化物载体的表面；以及将表面负载有铂的金属氧化 物载体与氧化锆填充物分散混合，形成水煤气转移催化剂，其中金属 氧化物载体为氧化铈或氧化锆铈，金属氧化载体与铂的重量比介于 100∶0.1至100∶10之间，且金属氧化物载体与氧化锆填充物的重量比介 于100∶120至100∶10之间。

附图说明

图1为本发明实施例1-5与比较例1-2的催化剂于不同温度下的一 氧化碳转换率曲线图；

图2为本发明实施例1与比较例1-2的催化剂于350℃时，反应一 段时间后的一氧化碳转换率曲线图；

图3为本发明实施例2的催化剂于350℃时，反应一段时间后的一 氧化碳转换率曲线图；

图4为本发明实施例5的催化剂于330℃时，反应一段时间后的一 氧化碳转换率曲线图；

图5为本发明实施例6-9与比较例2的催化剂于不同温度下的一氧 化碳转换率曲线图；

图6为本发明实施例6-9与比较例2的催化剂于350℃时，反应一 段时间后的一氧化碳转换率曲线图；以及

图7为本发明实施例10与比较例3-5的催化剂于350℃时，反应 一段时间后的一氧化碳转换率曲线图。

具体实施方式

本发明在多个实施例中，提供水煤气转移催化剂的制备方法。首 先将铂沉积于金属氧化物载体的表面，而沉积方法可为等体积浸渍法 (初湿浸渍法)。举例来说，可将金属氧化物加入铂溶液如硝酸铂、氯化 铂、或醋酸铂后，再加热溶液以去除溶剂，即可让铂吸附于金属氧化 物的表面上，再加热焙烧。在本发明一实施例中，金属氧化物载体可 为氧化铈或氧化锆铈。金属氧化物载体与铂的重量比例介于100∶0.1至 100∶10之间。若铂的用量过高，对一氧化碳转换率无明显帮助且提高 成本。若铂的用量过低，将无法让水煤气转移催化剂具有足够的一氧 化碳转换率。

接着将表面负载有铂的金属氧化物载体与氧化锆填充物分散混 合，形成水煤气转移催化剂。在本发明一实施例中，金属氧化物载体 与氧化锆填充物的重量比介于100∶120至100∶10之间。若氧化锆填充 物的用量过低，将无法改善水煤气转移催化剂在长时间使用后失活的 问题。若氧化锆填充物的用量过高，则无法让水煤气转移催化剂具有 足够的一氧化碳转换率。

在本发明一实施例中，表面负载有铂的金属氧化物载体及氧化锆 填充物在涂布于蜂巢状载体时，需经由研磨成浆料，研磨后的金属氧 化物载体及氧化锆填充物粒径约介于1μm至10μm之间。

在本发明一实施例中，可将铝胶粉体加入上述水煤气转移催化剂 及水经过研磨后调制成浆料，再将此浆料涂覆于载体上。待加热干燥 及焙烧后，即可让水煤气转移催化剂涂覆于载体上。上述载体可为陶 瓷蜂巢状载体、金属蜂巢状载体、或氧化铝球载体。

在本发明另一实施例中，可进一步以修饰剂如钠、钾、或上述的 组合改善催化剂的一氧化碳转换率。金属氧化物载体与修饰剂的重量 比约介于100∶0.5至100∶5之间。若修饰剂的重量比过高，则催化剂对 一氧化碳反应的起燃温度会上升。若修饰剂的重量比过低，则催化剂 对一氧化碳转换率无明显提升。

上述水煤气转移催化剂可让水煤气中的一氧化碳与水反应形成氢 气与二氧化碳，如式1所示。上述水煤气转移反应的温度约介于200℃ 至500℃之间。若反应温度过低，则一氧化碳不会与水气进行反应，或 反应速率太慢，需加大催化剂体积。若反应温度过高，因水煤气转移 反应平衡关系，则一氧化碳转化率下降。在本发明一实施例中，水与 一氧化碳的摩尔比介于3∶1至10∶1之间。若水与一氧化碳的摩尔比过 低，不利于一氧化碳平衡反应因而降低一氧化碳转化率。若水与一氧 化碳的摩尔比过高，则进料水太多，不利于燃料重整器的热效率。

由于本发明采用氧化锆作为填充物，可提升水煤气转移催化剂的 一氧化碳转换率及延长催化剂寿命。另一方面，氧化锆填充物可减少 铂的用量，进而降低催化剂成本。

为了让本发明之上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂， 下文特举出多个实施例配合说明书附图，作详细说明如下：

实施例

实施例1

将20g的氧化锆铈加入铂溶液(Pt(NO₂)₂(NH₃)₂溶液，含有0.3g铂)， 加热至120℃后维持5小时以去除溶剂，再加热至500℃培烧2小时， 即得表面覆有铂的氧化锆铈催化剂，其中氧化锆铈与铂的重量比为 100∶1.5。

取6.25g表面覆有铂的氧化锆铈催化剂，与4.25g的氧化锆粉末混 合，再加入2g铝胶粉体，以13g水调整上述混合物的固含量至49％左 右，研磨形成浆料，调整浆料粘度至10～100cP之间(浆料粘度使用旋 转式粘度计测定)，将浆料涂覆于直径2厘米、长度4厘米的400孔/ 平方英寸(cells/in²)的陶瓷蜂巢状载体(直径2厘米的圆柱体，长度4厘 米，催化剂总体积12.6立方厘米)的孔洞表面上，之后将上述蜂巢状载 体加热至120℃干燥12小时，再加热至450℃焙烧2小时。如此一来， 表面负载有铂的氧化锆铈载体与表面不负载有铂的氧化锆填充物，将 均匀混合涂覆于蜂巢状载体的孔洞表面上。计算催化剂附着于蜂巢状 载体的重量，催化剂附着量为孔洞表面涂覆有催化剂蜂巢状载体的重 量减去蜂巢状载体的重量。催化剂附着量约为2.4g/个，而铂在蜂巢状 载体表面的催化剂被覆层中约占0.75重量％。

实施例2

与实施例1类似，唯一差别在于铂溶液含有0.4g铂，使表面覆有 铂的氧化锆铈催化剂中氧化锆铈与铂的重量比为100∶2。最后涂覆于蜂 巢状载体的孔洞表面上的催化剂中，铂在蜂巢状载体表面的催化剂被 覆层中约占1.0重量％。

实施例3

与实施例1类似，唯一差别在于铂溶液含有0.5g铂，使表面覆有 铂的氧化锆铈催化剂中氧化锆铈与铂的重量比为100∶2.5。最后涂覆于 蜂巢状载体的孔洞表面上的催化剂中，铂在蜂巢状载体表面的催化剂 被覆层中约占1.25重量％。

实施例4

与实施例1类似，唯一差别在于铂溶液含有0.6g铂，使表面覆有 铂的氧化锆铈催化剂中氧化锆铈与铂的重量比为100∶3。最后涂覆于蜂 巢状载体的孔洞表面上的催化剂中，铂在蜂巢状载体表面的催化剂被 覆层中约占1.5重量％。

实施例5

与实施例1类似，差别在于铂溶液含有0.5g铂，使表面覆有铂的 氧化锆铈催化剂中氧化锆铈与铂的重量比为100∶2.5。

此外，在蜂巢状载体经焙烧后，进一步将含有6.1重量％的硝酸钠 水溶液导入蜂巢状载体内，再以空气初步吹干蜂巢状载体。接着将蜂 巢状载体加热至120℃干燥12小时，再加热至450℃培烧2小时。如 此一来，钠将修饰实施例1所述的催化剂混合物表面。最后涂覆于蜂 巢状载体的孔洞表面上的催化剂中，铂在蜂巢状载体表面的催化剂被 覆层中约占1.25重量％，而钠约占1.6重量％。

比较例1

将20g的氧化锆铈加入铂溶液(Pt(NO₂)₂(NH₃)₂溶液，含有0.17g铂)， 加热至120℃后维持5小时以去除溶剂，再加热至500℃焙烧2小时， 即得表面覆有铂的氧化锆铈催化剂，其中氧化锆铈与铂的重量比为 100∶0.85。

取11.44g表面覆有铂的氧化锆铈催化剂，加入1.56g铝胶。以13g 水调整上述混合物的固含量至50％左右，研磨形成浆料，调整浆料粘 度至10～100cP之间，将浆料涂覆于直径2厘米、长度4厘米的400孔 /平方英寸(cells/in²)的陶瓷蜂巢状载体(直径2厘米的圆柱体，长度4厘 米，催化剂总体积12.6立方厘米)，之后将上述蜂巢状载体加热至120℃ 干燥12小时，再加热至450℃焙烧2小时。催化剂附着量约为2.4g/ 个，铂在蜂巢状载体表面的催化剂被覆层中约占0.75重量％。

比较例2

将20g的氧化锆铈加入铂溶液(Pt(NO₂)₂(NH₃)₂溶液，含有0.3g铂)， 加热至120℃后维持5小时以去除溶剂，再加热至500℃培烧2小时， 即得表面覆有铂的氧化锆铈催化剂，其中氧化锆铈与铂的重量比为 100∶1.5。

取11.44g表面覆有铂的氧化锆铈催化剂，加入1.56g铝胶，调整 上述混合物的固含量至50％左右，研磨形成浆料，调整浆料粘度至 10～100cP之间，将浆料涂覆于直径2厘米、长度4厘米的400孔/平方 英寸(cells/in²)的陶瓷蜂巢状载体(直径2厘米的圆柱体，长度4厘米， 催化剂总体积12.6立方厘米)。之后将上述蜂巢状载体加热至120℃干 燥12小时，再加热至450℃焙烧2小时。如此一来，表面负载有铂的 氧化锆铈载体，将分散混合并涂覆于蜂巢状载体的孔洞表面上，催化 剂附着量约为2.4g/个，铂在蜂巢状载体表面的催化剂被覆层中约占 1.32重量％。

将实施例1-5与比较例1-2中，孔洞表面涂覆有催化剂的蜂巢状载 体置于内径2厘米的石英反应管中。将水煤气导入石英反应管进行水 煤气转换反应，并以电热炉控制水煤气的入口温度。水煤气的组成为 46.0摩尔％的氢、6.1摩尔％的一氧化碳、9.2摩尔％的二氧化碳、及38.7 摩尔％的水。水煤气的流速为102.4升/小时(空间流速GHSV＝8150hr^-1)。 图1为实施例1-5与比较例1-2的催化剂于不同温度下的一氧化碳转换 率曲线图。由实施例1与比较例1的曲线比较可知，在相同的铂用量 下，采用氧化锆作为填充物可在较低的反应温度(如330℃)下具有较高 的一氧化碳转换率。一般来说，铂催化剂用量越高，一氧化碳转换率 越高，见实施例1-4。由实施例3与比较例2的曲线比较可知，虽然实 施例3的铂催化剂比例(1.25％)小于比较例2的铂催化剂比例(1.32％)， 但实施例3在任何温度下的一氧化碳转换率均高于比较例2的一氧化 碳转换率。由实施例5的曲线可知，以钠修饰催化剂的作法可在相对 较低的反应温度(如310℃)有效提升一氧化碳转换率至90％。

将实施例1与比较例1-2中，孔洞表面涂覆有催化剂的蜂巢状载体 (直径2厘米的圆柱体，长度4厘米，催化剂总体积12.6立方厘米)， 置于内径2厘米的石英反应管中。将水煤气导入石英反应管进行水煤 气转换反应，并以电热炉控制水煤气的入口温度固定于350℃。水煤气 的组成为46.0摩尔％的氢、6.1摩尔％的一氧化碳、9.2摩尔％的二氧化 碳、及38.7摩尔％的水。水煤气的流速为102.4升/小时(空间流速 GHSV＝8150hr^-1)。图2为实施例1与比较例1-2的催化剂于350℃时， 反应一段时间后的一氧化碳转换率曲线图。经过16小时后，可明显看 出实施例1的催化剂的一氧化碳转换率仍维持在85％以上，但比较例 1-2的催化剂的一氧化碳转换率则分别下降至70％以下及80％以下。由 上述可知，以氧化锆作为填充物的作法可有效提升催化剂的寿命。

将实施例2中，孔洞表面涂覆有催化剂的蜂巢状载体(直径2厘米 的圆柱体，长度4厘米，催化剂总体积12.6立方厘米)，置于内径2厘 米的石英反应管中。将水煤气导入石英反应管进行水煤气转换反应， 并以电热炉控制水煤气的入口温度固定于350℃。水煤气的组成为46.0 摩尔％的氢、6.1摩尔％的一氧化碳、9.2摩尔％的二氧化碳、及38.7 摩尔％的水。水煤气的流速为102.4升/小时(空间流速GHSV＝8150hr^-1)。 图3为实施例2的催化剂于350℃时，反应一段时间后的一氧化碳转换 率曲线图。由图3可知，经过500小时后，催化剂的一氧化碳转换率 仍高达85％。

将实施例5中，孔洞表面涂覆有催化剂的蜂巢状载体(直径2厘米 的圆柱体，长度4厘米，催化剂总体积12.6立方厘米)，置于内径2厘 米的石英反应管中。将水煤气导入石英反应管进行水煤气转换反应， 并以电热炉控制水煤气的入口温度固定于330℃。水煤气的组成为46.0 摩尔％的氢、6.1摩尔％的一氧化碳、9.2摩尔％的二氧化碳、及38.7 摩尔％的水。水煤气的流速为102.4升/小时(空间流速GHSV＝8150hr^-1)。 图4为实施例5的催化剂于330℃时，反应一段时间后的一氧化碳转换 率曲线图。由图4可知，经过500小时后，催化剂的一氧化碳转换率 仍高达89％。

实施例6

将20g的氧化锆铈加入铂溶液(Pt(NO₂)₂(NH₃)₂溶液，含有0.3g铂)， 加热至120℃后维持5小时以去除溶剂，再加热至500℃培烧2小时， 即得表面覆有铂的氧化锆铈催化剂，其中氧化锆铈与铂的重量比为 100∶1.5。

取4g表面覆有铂的氧化锆铈催化剂，与4.4g的氧化锆粉末混合， 再加入1.6g铝胶。以10g水调整上述混合物的固含量至50％左右，研 磨形成浆料，调整浆料粘度至10～100cP之间，将浆料涂覆于直径2厘 米、长度4厘米的400孔/平方英寸(cells/in²)的陶瓷蜂巢状载体(直径2 厘米的圆柱体，长度4厘米，催化剂总体积12.6立方厘米)。之后将上 述蜂巢状载体加热至120℃干燥12小时，再加热至450℃焙烧2小时。 如此一来，表面负载有铂的氧化锆铈载体与表面不负载有铂的氧化锆 填充物，将分散混合并涂覆于蜂巢状载体的孔洞表面上，催化剂附着 量约为2.4g/个，其中铂在蜂巢状载体表面的催化剂被覆层中约占0.6 重量％。

实施例7

取5g实施例6中表面覆有铂的氧化锆铈催化剂，与3.4g的氧化锆 粉末混合，再加入1.6g铝胶。以10g水调整上述混合物的固含量至50％ 左右，研磨形成浆料，调整浆料粘度至10～100cP之间，将浆料涂覆于 直径2厘米、长度4厘米的400孔/平方英寸(cells/in²)的陶瓷蜂巢状载 体(直径2厘米的圆柱体，长度4厘米，催化剂总体积12.6立方厘米)。 之后将上述蜂巢状载体加热至120℃干燥12小时，再加热至450℃焙 烧2小时。如此一来，表面负载有铂的氧化锆铈载体与表面不负载有 铂的氧化锆填充物，将分散混合并涂覆于蜂巢状载体的孔洞表面上， 催化剂附着量约为2.4g/个，其中铂在蜂巢状载体表面的催化剂被覆层 中约占0.75重量％。

实施例8

取6g实施例6中表面覆有铂的氧化锆铈催化剂，与2.4g的氧化锆 粉末混合，再加入1.6g铝胶。以10g水调整上述混合物的固含量至50％ 左右，研磨形成浆料，调整浆料粘度至10～100cP之间，将浆料涂覆于 直径2厘米、长度4厘米的400孔/平方英寸(cells/in²)的陶瓷蜂巢状载 体(直径2厘米的圆柱体，长度4厘米，催化剂总体积12.6立方厘米)。 之后将上述蜂巢状载体加热至120℃干燥12小时，再加热至450℃焙 烧2小时。如此一来，表面负载有铂的氧化锆铈载体与表面不负载有 铂的氧化锆填充物，将分散混合并涂覆于蜂巢状载体的孔洞表面上， 催化剂附着量约为2.4g/个，其中铂在蜂巢状载体表面的催化剂被覆层 中约占0.9重量％。

实施例9

取7g实施例6中表面覆有铂的氧化锆铈催化剂，与1.4g的氧化锆 粉末混合，再加入1.6g铝胶。以10g水调整上述混合物的固含量至50％ 左右，研磨形成浆料，调整浆料粘度至10～100cP之间，将浆料涂覆于 直径2厘米、长度4厘米的400孔/平方英寸(cells/in²)的陶瓷蜂巢状载 体(直径2厘米的圆柱体，长度4厘米，催化剂总体积12.6立方厘米)。 之后将上述蜂巢状载体加热至120℃干燥12小时，再加热至450℃焙 烧2小时。如此一来，表面负载有铂的氧化锆铈载体与表面不负载有 铂的氧化锆填充物，将分散混合并涂覆于蜂巢状载体的孔洞表面上， 催化剂附着量约为2.4g/个，其中铂在蜂巢状载体表面的催化剂被覆层 中约占1.05重量％。

将实施例6-9与比较例2中，孔洞表面涂覆有催化剂的蜂巢状载体 (直径2厘米的圆柱体，长度4厘米，催化剂总体积12.6立方厘米)， 置于内径2厘米的石英反应管中。将水煤气导入石英反应管进行水煤 气转换反应，并以电热炉控制水煤气的入口温度。水煤气的组成为46.0 摩尔％的氢、6.1摩尔％的一氧化碳、9.2摩尔％的二氧化碳、及38.7 摩尔％的水。水煤气的流速为102.4升/小时(空间流速GHSV＝8150hr^-1)。 图5为实施例6-9与比较例2的催化剂于不同温度下的一氧化碳转换率 曲线图。由实施例6-9与比较例2的曲线比较可知，未采用氧化锆作为 填充物的催化剂即使具有较高的铂含量，其一氧化碳转换率仍比采用 氧化锆作为填充物的催化剂低。由实施例6-9的比较可知，若氧化锆填 充物的用量过多，反而不利于其一氧化碳转换率。图6为实施例6-9 与比较例2的催化剂于350℃恒温时，反应一段时间后的一氧化碳转换 率曲线图。在水煤气转换反应初期，实施例6-9与比较例2的一氧化碳 转换率分别为81％、88％、88％、88％、及89％。在反应20小时后， 实施例6的一氧化碳转换率降至75％，实施例7-9的一氧化碳转换率 维持在87％以上，而比较例2的一氧化碳转换率降至80％。由实施例 6可知，过多的氧化锆填充物将会降低催化剂对于一氧化碳的初始转化 率，且对于催化剂寿命的维持程度也会减弱。由比较例2可知，若催 化剂无氧化锆填充物，即使具有较高用量的铂，仍无法在短时间使用 后维持其高一氧化碳转换率。

实施例10

将20g的氧化铈加入铂溶液(Pt(NO₂)₂(NH₃)₂溶液，含有0.3g铂)， 加热至120℃后维持5小时以去除溶剂，再加热至500℃焙烧2小时， 即得表面覆有铂的氧化铈催化剂，其中氧化铈与铂的重量比为100∶1.5。

取6.25g表面覆有铂的氧化铈催化剂，与4.25g的氧化锆粉末混合， 再加入2g铝胶。以13g水调整上述混合物的固含量至49％左右，研磨 形成浆料，调整浆料粘度至10～100cP之间，将浆料涂覆于直径2厘米、 长度4厘米的400孔/平方英寸(cells/in²)的陶瓷蜂巢状载体(直径2厘米 的圆柱体，长度4厘米，催化剂总体积12.6立方厘米)。之后将上述蜂 巢状载体加热至120℃干燥12小时，再加热至450℃焙烧2小时。如 此一来，表面负载有铂的氧化铈载体与表面不负载有铂的氧化锆填充 物，将分散混合并涂覆于蜂巢状载体的孔洞表面上，催化剂附着量约 为2.4g/个，其中铂在蜂巢状载体表面的催化剂被覆层中约占0.75重量 ％。

比较例3

将20g的氧化铈加入铂溶液(Pt(NO₂)₂(NH₃)₂溶液，含有0.3g铂)， 加热至120℃后维持5小时以去除溶剂，再加热至500℃焙烧2小时， 即得表面覆有铂的氧化铈催化剂，其中氧化铈与铂的重量比为100∶1.5。

取11.44g表面覆有铂的氧化铈催化剂，加入1.56g铝胶。以13g 水调整上述混合物的固含量至50％左右，研磨形成浆料，调整浆料粘 度至10～100cP之间，将浆料涂覆于直径2厘米、长度4厘米的400孔 /平方英寸(cells/in²)的陶瓷蜂巢状载体(直径2厘米的圆柱体，长度4厘 米，催化剂总体积12.6立方厘米)。之后将上述蜂巢状载体加热至120℃ 干燥12小时，再加热至450℃焙烧2小时。如此一来，表面负载有铂 的氧化铈载体将涂覆于蜂巢状载体的孔洞表面上，催化剂附着量约为 2.4g/个，其中铂在蜂巢状载体表面的催化剂被覆层中约占1.32重量％。

比较例4

将20g的氧化锆加入铂溶液(Pt(NO₂)₂(NH₃)₂溶液，含有0.3g铂)， 加热至120℃后维持5小时以去除溶剂，再加热至500℃焙烧2小时， 即得表面覆有铂的氧化锆催化剂，其中氧化锆与铂的重量比为100∶1.5。

取6.25g表面覆有铂的氧化锆催化剂，与4.25g的氧化锆粉末混合， 再加入2g铝胶。以13g水调整上述混合物的固含量至49％左右，研磨 形成浆料，调整浆料粘度至10～100cP之间，将浆料涂覆于直径2厘米、 长度4厘米的400孔/平方英寸(cells/in²)的陶瓷蜂巢状载体(直径2厘米 的圆柱体，长度4厘米，催化剂总体积12.6立方厘米)。之后将上述蜂 巢状载体加热至120℃干燥12小时，再加热至450℃焙烧2小时。如 此一来，表面负载有铂的氧化锆载体与表面不负载有铂的氧化锆填充 物，将分散混合并涂覆于蜂巢状载体的孔洞表面上，催化剂附着量约 为2.4g/个，其中铂在蜂巢状载体表面的催化剂被覆层中约占0.75重量 ％。

比较例5

将20g的氧化锆加入铂溶液(Pt(NO₂)₂(NH₃)₂溶液，含有0.3g铂)， 加热至120℃后维持5小时以去除溶剂，再加热至500℃焙烧2小时， 即得表面覆有铂的氧化锆催化剂，其中氧化锆与铂的重量比为100∶1.5。

取11.44g表面覆有铂的氧化锆催化剂，加入1.56g铝胶。以13g 水调整上述混合物的固含量至50％左右，研磨形成浆料，调整浆料粘 度至10～100cP之间，将浆料涂覆于直径2厘米、长度4厘米的400孔 /平方英寸(cells/in²)的陶瓷蜂巢状载体(直径2厘米的圆柱体，长度4厘 米，催化剂总体积12.6立方厘米)。之后将上述蜂巢状载体加热至120℃ 干燥12小时，再加热至450℃焙烧2小时。如此一来，表面负载有铂 的氧化锆载体将涂覆于蜂巢状载体的孔洞表面上，催化剂附着量约为 2.4g/个，其中铂在蜂巢状载体表面的催化剂被覆层中约占1.32重量％。

将实施例10与比较例3-5中，孔洞表面涂覆有催化剂的蜂巢状载 体(直径约2厘米的圆柱体，长度4厘米，催化剂总体积12.6立方厘米)， 置于内径2厘米的石英反应管中。将水煤气导入石英反应管进行水煤 气转换反应，并以电热炉控制水煤气的入口温度。水煤气的组成为46.0 摩尔％的氢、6.1摩尔％的一氧化碳、9.2摩尔％的二氧化碳、及38.7 摩尔％的水。水煤气的流速为102.4升/小时(空间流速GHSV＝8150hr^-1)。 图7为实施例10与比较例3-5的催化剂于350℃时，反应一段时间后 的一氧化碳转换率曲线图。在水煤气转换反应初期，实施例10与比较 例3的一氧化碳转换率分别为88％及86％。在反应40小时后，实施例 10的一氧化碳转换率维持在88％，且比较例3的一氧化碳转换率降至 83％。由比较例3可知，若催化剂无氧化锆填充物，即使具有较高用量 的铂，仍无法在短时间使用后维持其高一氧化碳转换率。

而比较例4-5的一氧化碳转换率分别为32％及63％。在反应40小 时后，比较例4的一氧化碳转换率降至26％，且比较例5的一氧化碳 转换率降至47％。由比较例4-5可知，若催化剂无氧化铈提供氧帮助 进行水煤气转移反应，比较例5的一氧化碳转换率只有63％。即使比 较例4添加二氧化锆填充剂，仍无法提高一氧化碳转换率，催化剂含 铂金量降低，一氧化碳转换率更低。

虽然本发明已以多个优选实施例公开如上，然其并非用以限定本 发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作 任意的更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求书所界定的为 准。