形貌可控的鈰基氧化物的制備及催化氧化性能研究.pdf

1、二氧化鈰(CeO2)是一種重要的稀土金屬氧化物。不同形貌和摻雜的鈰基氧化物能夠暴露不同晶面結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)氧空位濃度或提高儲氧能力(OSC)等，使其具有獨(dú)特的物理和化學(xué)特性，在催化、燃料電池、紫外吸收和傳感器等方面都有很廣泛的應(yīng)用。
　　 本文采用水熱沉淀法在90℃、24 h條件下合成了Ce1-xMxO2氧化物，考察金屬摻雜量、鈰源和堿源三個因素對形貌和結(jié)構(gòu)的影響，使用XRD、SEM、Raman、XPS和H2-TPR等表征手段對合成的

2、化合物進(jìn)行了表征，并以CO氧化為探針反應(yīng)探討了其催化性能與形貌結(jié)構(gòu)的關(guān)系。合成的納米棒形貌的Ce0.8M0.2O2(M=La、Sm)氧化物保持了CeO2立方螢石結(jié)構(gòu)，且具有較大的BET比表面積(>70 m2/g)；同時較多的Ce3+的存在導(dǎo)致Ce0.8M0.2O2具有較多的晶格缺陷，從而在CO氧化中表現(xiàn)較好的催化反應(yīng)活性。測試結(jié)果表明Ce0.8La0.2O2和Ce0.8Sm0.2O2納米棒分別在300和350℃就能將CO完全氧化。

3、>　　 通過控制反應(yīng)溫度和時間，Ce0.8M0.2O2氧化物的形貌由納米棒逐漸經(jīng)納米粒子變成納米立方體。結(jié)合XRD、Raman和H2-TPR表征結(jié)果發(fā)現(xiàn)，它們形成的CeO2立方螢石結(jié)構(gòu)的結(jié)晶度越來越好；BET比表面積大幅度減小，由84.7 m2/g降低到8.9 m2/g；氧空位的含量和晶格缺陷也逐漸減少。從而導(dǎo)致CO催化活性逐漸降低，Ce0.8La0.2O2和Ce0.8Sm0.2O2納米棒在300和350℃時能將CO完全氧化，而納米立