鈀核鈰基殼層納米結(jié)構(gòu)：一種高效的一氧化碳氧化催化劑.pdf

1、一氧化碳（CO）低溫催化氧化反應(yīng)因?yàn)樵S多重要的實(shí)踐應(yīng)用，如：凈化機(jī)動車尾氣，水煤氣變換，以及氣體屏蔽而被廣泛研究。而貴金屬鈰基負(fù)載型催化劑，特別是Pd/CeO2和Pt/CeO2催化劑，常常被應(yīng)用于催化CO氧化反應(yīng)。然而，這類負(fù)載型催化劑因?yàn)橘F金屬與載體CeO2之間不充分的接觸導(dǎo)致其低溫催化活性不佳。考慮到貴金屬與載體之間的相互接觸重要性，核殼結(jié)構(gòu)被引入來最大化貴金屬與載體氧化鈰之間的相互接觸，以此來提高其低溫催化氧化性能。
　　本

2、論文中 Pd@CeO2核殼型納米催化劑由水熱法制備，并引入少量 Zr（0.5 wt％）對其進(jìn)行改性。新鮮的Pd/Zr@CeO2催化劑在CO低溫催化氧化反應(yīng)中表現(xiàn)出高活性。XRD（X-射線多晶衍射）分析證明該核殼結(jié)構(gòu)催化劑較負(fù)載型Pd/CeO2樣品（其中 CeO2由共沉淀法合成）有更強(qiáng)的微觀應(yīng)變，即更多的氧空位。H2-TPR（氫氣程序升溫還原）證明了這些氧空位的存在有助于活性氧含量的提高及低溫活性氧物種的釋放。因此，Pd@CeO2較 Pd

3、/CeO2有更高的催化活性。Zr的引入對Pd/CeO2的催化活性沒有影響，但卻會極大的促進(jìn)Pd@CeO2的CO催化氧化能力。XRD和H2-TPR表征證明，Zr的引入進(jìn)一步的提高了晶格缺陷的數(shù)量，從而促進(jìn)了活性氧物種的遷移。
　　不同于新鮮 Pd@CeO2催化劑的高活性，長時間高溫水熱老化后 Pd@CeO2樣品的核殼結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重破壞。TEM結(jié)果顯示Pd@CeO2球體形貌不再維持，且不同球體之間發(fā)生團(tuán)聚；BET結(jié)果表明其微觀比表面也下

4、降很多，并和負(fù)載型樣品的比表面積大小趨于一致。XRD數(shù)據(jù)顯示長時間高溫水熱老化作用嚴(yán)重影響氧化鈰的微晶結(jié)構(gòu)，使其氧空位大量減少，活性氧含量的下降。因而老化后的Pd@CeO2與Pd/CeO2，Pd/Zr/CeO2催化劑的低溫CO催化氧化性能趨于一致。但是少量 Zr的引入?yún)s能有效的加強(qiáng) Pd@CeO2結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。Zr的引入在一定程度上可能形成了類似Ce-Zr固溶體的結(jié)構(gòu)，阻止了核殼結(jié)構(gòu)比表面積的嚴(yán)重下降，為反應(yīng)提供更多的活性氧物種，使得該