鈰基復(fù)合氧化物負(fù)載金催化劑上一氧化碳催化氧化性能研究.pdf

1、CeO2因具有較高的儲(chǔ)氧能力、氧化還原能力以及Ce3+/Ce4+間的相互轉(zhuǎn)化等獨(dú)特的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，使其能較好地應(yīng)用在揮發(fā)性有機(jī)物燃燒、水汽變換反應(yīng)、選擇性加氫、醇類的選擇氧化等眾多反應(yīng)中。
　　由于氧化物負(fù)載金催化劑具有優(yōu)異的CO低溫氧化活性得到了廣泛的研究。Au催化劑的組成和結(jié)構(gòu)以及載體的主要性能顯著影響其催化性能:例如載體的粒子大小，形貌，晶面特征及制備方法等。近些年來，本課題組對(duì)氧化鈰形貌、晶面與金催化劑的構(gòu)效關(guān)系做了

2、一些研究，取得了一些有意義的結(jié)果。通過在同一反應(yīng)體系中可控制備不同形貌的氧化鈰材料，發(fā)現(xiàn)氧化鈰的形貌對(duì)氧化鈰的氧化還原能力和催化活性具有較大的影響，其中棒狀結(jié)構(gòu)的氧化鈰由于具有較高的氧缺陷，表現(xiàn)了最佳的氧化還原性能和催化活性;引入金屬雜原子修飾氧化鈰，發(fā)現(xiàn)雜原子的引入對(duì)氧化鈰的晶面特征有影響，其中，Zr的摻雜增加了活性晶面{110}的比例，以其為金催化劑的載體，能夠明顯改善金催化的穩(wěn)定性、提高催化活性。本文以Au/CeO2催化劑為例，重

3、點(diǎn)考察了金屬(Cu、Zr、Fe)摻入對(duì)氧化鈰性能的影響;考察了載體修飾對(duì)金-鈰相互作用的影響;以一氧化碳催化氧化作為模型反應(yīng)，揭示載體對(duì)金結(jié)構(gòu)、化合態(tài)、穩(wěn)定性和催化活性的作用機(jī)制。得到了一些有意義的結(jié)果，如下:
　　1.在成功制備氧化鈰納米棒，納米立方和納米六角片的基礎(chǔ)上，將少量Cu引入到氧化鈰晶相結(jié)構(gòu)中，采用XRD，TEM，TPR，固體UV-Vis，XPS，F(xiàn)TIR等表征技術(shù)對(duì)其氧化還原性能等進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，結(jié)果表明:(1)在

4、一氧化碳催化氧化反應(yīng)中，與納米立方和納米六角片相比，擇優(yōu)晶面為{110}{100}的CeO2納米短棒結(jié)構(gòu)的負(fù)載金催化劑表現(xiàn)了較高的催化活性，體現(xiàn)了載體形貌和晶面對(duì)金催化劑活性的影響。其原因?yàn)榘魻罱Y(jié)構(gòu)暴露更多的氧缺陷位，比表面積大，氧空穴濃度高。(2) Cu的引入并未改變氧化鈰納米棒，納米立方和納米六角片的形貌，Cu的引入方式不同，氧缺陷位數(shù)目不同，表現(xiàn)出不同的氧化還原性能和催化性能，對(duì)于1 wt％Au/Ce1-x-Cux-O2樣品，當(dāng)x