應用于尾氣催化處理過程的高性能納米鈰基材料合成研究.pdf

1、近年來機動車尾氣后處理技術(shù)迅速發(fā)展，開發(fā)具有良好穩(wěn)定性和儲放氧能力的鈰基材料是當前尾氣催化后處理領域的關鍵問題，也是緩解汽車工業(yè)與環(huán)境矛盾的重要技術(shù)之一。本論文基于對納米氧化鈰合成工藝的優(yōu)化，探討了鈰基納米材料穩(wěn)定性與動態(tài)儲放氧能力之間的權(quán)衡關系及其微觀機制。
　　通過優(yōu)化反應物濃度、晶化處理、干燥、造孔等過程，考察納米氧化鈰穩(wěn)定性的影響因素。結(jié)果表明晶化處理是氧化鈰穩(wěn)定性的關鍵控制步驟。90 ℃常壓晶化24小時可使焙燒后氧化鈰B

2、ET比表面提高2～3倍；而通過對氧化鈰孔結(jié)構(gòu)的控制可使納米氧化鈰BET比表面進一步提高20％（第二章）。
　　通過對比90 ℃晶化0、1、3和6天的氧化鈰性能，考察晶化時間對氧化鈰水熱穩(wěn)定性和儲放氧能力的影響，結(jié)果表明晶化處理導致CeO2穩(wěn)定的提高和儲放氧能力的降低。通過樣品晶相結(jié)構(gòu)（XRD）、儲放氧量（H2-TPR/DOSC測試）、表面價態(tài)（XPS）、紅外光譜吸收結(jié)構(gòu)（DRIFTS）和微觀晶界形貌（HR-TEM）等表征，發(fā)現(xiàn)晶化

3、處理降低了氧化鈰表面氧空位濃度，并形成無序化晶界；初步解釋了晶化處理對氧化鈰性能的影響機制。（第三章）
　　通過對比90 ℃晶化0、1、3和6天氧化鈰的氧釋放過程動力學，考察晶化處理對納米氧化鈰氧釋放機制的影響。結(jié)果表明晶化處理降低了初始氧釋放速率，增大了可釋放氧數(shù)量，并導致長時間晶化處理后氧化鈰表面氧釋放出現(xiàn)自活化現(xiàn)象；同時長時間晶化處理削弱了Pt-CeO2相互作用，導致儲放氧過程活化能明顯提高。上述結(jié)果證明晶化處理顯著降低了氧

4、化鈰表面缺陷濃度，進而降低了氧化鈰動態(tài)儲放氧能力。（第四章）
　　通過對比90 ℃晶化0、1、3和6天氧化鈰水熱老化過程中的晶體生長動力學，考察晶化處理對納米氧化鈰穩(wěn)定性的影響機制。采用自行修正的活化能可變型拋物線模型分析老化過程中晶體生長情況，結(jié)果表明隨著晶化處理時間的延長，晶體生長表觀活化能從120～140kJ/mol增加到200kJ/mol），該活化能數(shù)值上與紅外漫反射光譜（DRIFTS）中位錯型晶界吸收峰的能量狀態(tài)具有顯著