高比表面積CuO-CeO-,2-催化劑的制備及其CO氧化活性.pdf

1、通過對(duì)常規(guī)檸檬酸sol-gel法的改進(jìn)(前驅(qū)體先經(jīng)N<,2>高溫預(yù)處理形成碳粒,然后在空氣中燒掉碳粒)制備了高比表面積納米CuO-CeO<,2>催化劑.采用TG-DSC、BET、XRD、TEM、Raman和TPR等技術(shù)進(jìn)行表征.結(jié)果表明,采用改進(jìn)的檸檬酸sol-gel法,通過增加N<,2>高溫預(yù)處理,能夠有效地阻止催化劑的晶粒長大,獲得具有高比表面積(大于90 m2/g)、較小的晶粒(平均晶粒小于10 nm)的納米CUO-CeO<,2>

2、催化劑.而且這些CuO-CeO<,2>催化劑由于經(jīng)歷高溫焙燒均形成了Ce<,x>Cu<,1-x>O<,2-6>固溶體.由于晶粒的減小,比表面積的增大和固溶體的形成,催化劑具有較好的低溫CO氧化活性.從XRD和和TPR結(jié)果可以看到,CuO-CeO<,2>催化劑中存在三種形式的CuO物種,它們分別為催化劑表面高分散的CuO、晶相CuO和進(jìn)入Ce02晶格的Cu<'2+>. 利用CuO-CeO<,2>催化劑中表面高分散的CuO和晶相Cu

3、O物種能夠溶解于硝酸溶液這個(gè)特點(diǎn),對(duì)催化劑中三種CuO物種進(jìn)行了進(jìn)一步的區(qū)分.根據(jù)CO氧化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率,獲得三種CuO物種各自的比反應(yīng)速率(specific rate).在100℃下,三種CuO物種的比反應(yīng)速率分別為:高分散的CuO物種為18.21 mol<,co>gc<,u><'-1>h<'-1>晶相CuO為9.98 mol<,co>gc<,u><'-1>h<'-2>;CeO<,2>晶格LIlI的Cu2<'2+>為2.13 mol<,

4、co>gc<,u>h<'-1>.由此可以明顯地看出:高分散的CuO物種對(duì)CO氧化貢獻(xiàn)最大,晶相CuO其次,CeO<,2>晶格中的Cu<,2+>貢獻(xiàn)最小.此外,通過催化劑經(jīng)硝酸處理后不同溫度焙燒后樣品的CO氧化活性的變化和這些樣品的CO-TPR圖譜中還原峰的變化情況,結(jié)合XPS測得的催化劑硝酸處理前后表面Cu濃度的變化信息和樣品的CO循環(huán)氧化實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)CuO-CeO<,2>催化劑中三種CuO物種是可以相互轉(zhuǎn)化的.高分散CuO經(jīng)800℃焙燒