低温工作的燃料电池通常利用富氢水煤气变换反应,即CO + H₂O←→CO₂ + H₂,来深度清除原料气中的CO并制取氢气。Au/α-Fe₂O₃催化剂具有良好的低温水煤气变换活性,该催化剂在富氢气氛下存在着严重的失活问题,制约了其在燃料电池领域的应用。为提高Au/α-Fe₂O₃催化剂的活性与稳定性,本论文首次提出了添加酸性氧化物Nb₂O₅与ZrO₂作为复合助剂,对Au/α-Fe₂O₃催化剂进行改性,取得了一定的成效,具体归纳如下:1.首次采用并流共沉淀和超声波技术相结合的方法制备了新型Au/α-Fe₂O₃-ZrO₂-Nb₂O₅催化剂。该制备方法提高了Nb₂O₅难溶固体粉末在催化剂中的分散,为难溶固体粉末催化材料的应用提供了可借鉴的方法。2.系统地探讨了沉淀方式、沉淀pH值、超声时间、助剂含量、金负载量、焙烧温度等制备参数对Au/α-Fe₂O₃-ZrO₂-Nb₂O₅催化剂性能的影响。确定了其最佳制备条件为:并流共沉淀方式,沉淀pH值为8.0,超声20min,ZrO₂和Nb₂O₅含量为10%,金负载量为8%,焙烧温度300℃。3.利用BET, XRD, HRTEM, H₂-TPR, CO₂-TPD, UV-Vis DRS, XPS和Raman等技术对催化剂进行表征,结果表明:（1）ZrO₂和Nb₂O₅双助剂之间存在着较强的相互作用使得两者在Au/α-Fe₂O₃-ZrO₂-Nb₂O₅催化剂表面富集;（2）表面ZrO₂和Nb₂O₅浓度的增加,有效地阻隔了金粒子的团聚,提高了金的分散度;（3）ZrO₂和Nb₂O₅双助剂的添加,显著地提高了Au/α-Fe₂O₃催化剂的比表面积,大大降低了Fe₃O₄和活性组分金粒子的晶粒度。ZrO₂和Nb₂O₅双助剂间的协同作用是提高Au/α-Fe₂O₃催化剂在富氢气氛下活性和稳定性的主要原因。4.在模拟的富氢甲醇重整气氛下对Au/α-Fe₂O₃-ZrO₂-Nb₂O₅催化剂进行WGS性能评价,测试结果表明该催化剂具有优越的催化性能。在反应温度200℃,空速11000h-1条件下,其CO转化率达99%,几乎接近平衡转化率;经过连续50h的稳定性测试,催化活性仅下降15%。