鈰鋯固溶體及雙金屬納米催化劑的制備、表征及活性評價.pdf

1、汽車尾氣主要含CO,HC和Nox等污染物,目前汽車尾氣凈化一般使用以Pt、Pd和Rh為活性組分,以γ-Al203和堇青石為載體以及鈰鋯固溶體儲氧材料組成的三效催化劑(TWC)。本論文主要以先進的合成技術(shù),制備了一些納米材料:可以應(yīng)用于汽車尾氣凈化處理的三效催化劑助劑鈰鋯固溶體和金銠雙金屬模型催化劑,為三效催化劑的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
　　 采用實驗室自主發(fā)明的超聲波膜擴散法(UAMR)制備了一系列不同比例的鈰鋯固溶體CexZr1-x

2、O2,并對鈰鋯固溶體進行了XRD晶相結(jié)構(gòu),N2吸脫附,掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、選區(qū)電子衍射(SAED)等表征,H2-TPR測試和儲氧量的測定,并與傳統(tǒng)共沉淀法制備的樣品進行了比較。UAMR法制備的樣品(在鈰鋯比小于1時,樣品Ce0.5Zr0.5O2)有好的晶相結(jié)構(gòu),大的比表面積(90 m2·g-1),均一的孔道結(jié)構(gòu)和孔徑分布,大的孔容(0.119 cm3·g-1),良好的低溫儲放氧能力(TPR還原峰在344℃),高的儲氧

3、量(334μmol·g-1),以及高溫老化后,儲氧量下降不多(變?yōu)樵瓉淼?8％)等優(yōu)勢。
　　 用多元醇還原法,以1,4-丁二醇為還原劑,PVP為保護劑,在N2氣氛下,制備了一系列不同比例的金銠雙金屬納米溶膠(Au,Au3Rh1,Au1Rh1,Au1Rh3,Rh),對納米溶膠進行了透射電鏡(TEM)、粒度和紫外可見分光光譜的表征,純Au納米粒子有許多形貌,粒度在20-50 nm范圍內(nèi),顆粒分散均勻,當(dāng)金銠比大于1時,納米粒子的形

4、貌變?yōu)榫坏那蛐?粒度范圍在5-20 nm之間,隨著銠含量的增加到純銠納米粒子,樣品Au1Rh3和Rh粒度分布變寬,并且出現(xiàn)團聚和交聯(lián)的現(xiàn)象。從粒子的紫外可見分光光譜圖,得到了完全反應(yīng)的最佳時間,為下一步從納米粒子制備負(fù)載型的納米催化劑奠定了基礎(chǔ)。
　　 改變多元醇還原法中金屬前驅(qū)體的加入順序,制備了兩種還原順序不同的金銠比為1:1的納米溶膠,向制備好的溶膠中加入γ-Al2O3載體,真空加熱抽干溶劑,得到了兩種負(fù)載型的納米催化劑

5、:AU1Rh1(1 wt％)/γ-A12O3(共還原金銠制備)、Au1Rh1*(1 wt％)/γ-Al2O3(順序還原金銠,先還原金后還原銠制備),探究了兩種樣品對CO+O2催化氧化的活性,并探究了不同還原順序?qū)疸欕p金屬的結(jié)合方式影響。通過對不同溫度灼燒的催化劑進行的活性評價發(fā)現(xiàn)500℃灼燒的樣品,貴金屬組分和載體結(jié)合的很好,金屬和載體的相互作用使得500℃灼燒的催化劑有更好的活性。通過對催化劑的TEM的表征和納米粒子的電鏡照片對比,