The aim of the current work is to understand the effect of Au and Re loadings and Au:Re loading ratio on the WGS performance of the Au-Re/CeO2 system under the flow of realistic feeds. In this experimental work, water-gas shift (WGS) reactions were performed over Au2-Re1/Ceria, Au2-Re0.5/Ceria, Au1-Re1/Ceria and Au0.5-Re0.5/Ceria catalysts which were prepared via rhenium impregnation followed by deposition precipitation of gold. The catalysts were characterized by XRD, XPS and HRTEM-EDS analyses. Besides catalyst composition, temperature, H2O/CO ratio in the feed were used as experimental parameters. The performance tests were performed in the temperature range of 250-350ºC under two different realistic feed compositions.HRTEM-EDS analyzes indicated that gold and rhenium are very well dispersed and both metals have small particle size. It was observed that with the increase in gold loading, CO conversion increased for fixed amount of rhenium. Similarly, catalysts with higher rhenium loading for fixed amount of gold also gave better performance. For the fixed Au:Re loading ratio, increase of metal loading enhances the catalyst performance. The combined evaluation of XPS and performance test results reveals that Ce3+ surface concentration and Ce3+/Ce4+ surface ratio, which shows the ability to support to metal electron transfer, is dominantly determines performance, and this is more significant especially when the feed has high H2O/CO ratio. The results showed that for fixed Au loading Ce3+/Ce4+ surface ratio and hence the catalyst performance increases with the addition of Re; Au2-Re1/Ceria, which has the highest Ce3+/Ce4+ ratio, showed the best performance in terms of CO conversion and the net hydrogen production.

Bu çalışmanın amacı Au ve Re yüklemeleri ve Au:Re yükleme oranlarının gerçeğe uygun beslemelerle gerçekleştirilen WGS performansı üzerindeki etkisini anlamaktır. Bu deneysel çalışmada, su-gaz değişimi (WGS) reaksiyonları renyumun empregnasonu ve altının biriktirmeli çöktürülmesi metoduyla hazırlanan Au2-Re1/Ceria, Au2-Re0.5/Ceria, Au1-Re1/Ceria ve Au0.5-Re0.5/Ceria katalizörleri üzerinde gerçekleştirilmiştir. Bu katalizörler XRD, XPS ve HRTEM-EDS analizleri ile tanımlanmışlardır. Katalizör kompozisyonunun yanı sıra, beslemedeki H2O/CO oranı da deneysel parametre olarak kullanılmıştır. Performans testleri 250-350 ºC aralığında iki farklı gerçeğe uygun besleme kompozisyonu kullanılarak gerçekleştirilmiştir.HRTEM-EDS analizleri altın ve renyumun oldukça iyi dağıldığını ve her ikisinin de küçük parçacık büyüklüğüne sahip olduğunu göstermiştir. Renyum miktarı sabit tutulduğunda, altın yüklemesindeki artışın CO tüketimini yükselttiği gözlemlenmiştir. Benzer şekilde, sabit altın miktarı için de artan renyum yüklemesi daha iyi performans vermiştir. Metal yüklemeleri Au:Re oranı sabit tutularak yükseltildiğinde katalizör performansını arttırmıştır. XPS ve performans test sonuçlarının birlikte değerlendirilmesiyle; taşıyıcıdan metal kısma elektron transferi kabiliyetini gösteren Ce3+ yüzey konsantrasyonu ve Ce3+/Ce4+ yüzey oranının baskın şekilde performansı belirlediği, ve bunun yüksek H2O/CO oranına sahip beslemelerde daha dikkat çekici olduğu ortaya çıkarılmıştır. Sonuçlar, sabit Au yüklemesi için Ce3+/Ce4+ yüzey oranının ve dolayısıyla katalizör performansının Re takviyesiyle arttığını; en yüksek Ce3+/Ce4+ oranına sahip olan Au2-Re1/Ceria katalizörünün CO tüketimi ve net hidrojen üretiminde en iyi performansı verdiğini göstermiştir.