氧化铈负载的双金属型小尺寸催化材料的合成、催化性能及其“构效关系”研究
发布时间：2021-01-14 01:23
随着能源需求与环境污染的加剧,催化剂在人们生活中扮演着至关重要的作用,人们对于催化剂的研究也日趋白热化。氧化铈因其具有丰富的氧空位,作为氧化还原催化剂载体,在工业催化中发挥着重要的作用。氧化铈负载的金属或金属氧化物催化剂也是被广泛地应用于各个催化体系中,其中氧化铈负载的双金属型（包括双金属和双金属氧化物）催化剂由于双金属间的协同效应以及双金属与氧化铈之间的相互作用,更是对催化体系有着不同的促进作用。但是对于氧化铈负载的双金属型催化剂的研究还十分有限,如何对其活性中心的指认,以及双金属之间,双金属与载体之间的相互作用对催化反应的影响,并阐明其“构效关系”仍然是一个具有挑战性的课题。本博士论文以沉积沉淀法制备了氧化铈负载的小尺寸（纳米颗粒、亚纳米团簇和单原子）双金属型催化剂,通过控制双金属物种在氧化铈表面上的形貌、尺寸以及分布状态,系统地研究了一氧化碳氧化反应和费托合成反应的催化性能及其机理研究,并进一步探讨了活性中心结构与催化性能之间的“构效关系”。具体的研究结果如下:1.氧化铈负载钴锰双金属体系:为了消除氢氧燃料电池中氢原料中的有害一氧化碳,提高氢氧燃料电池效率,氧化铈负载的钴锰双金属...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
(a)样品XRD图谱
氧化铈负载的双金属型小尺寸催化材料的合成、催化性能及其“构效关系”研究性，使得乙醇的转化率也随着活性金属组分的不同而不同(如图 1.1b 所示)[20]。因此，选择合适的活性金属催化反应也是研究者所迫切需要解决的问题。不同的负载方法对活性金属活性位点的暴露有一定的影响，进而影响其催化反应性能。比利时 Liege 大学的 Job 课题组通过静电吸附法、浸渍法、还原法将铂纳米颗粒负载到碳凝胶上，发现静电吸附制备的 Pt/C 其电催化性能优于其他两种方法[19]。西班牙 Alicante 大学的 Ramos-Fernandez课题组通过浸渍法将铂负载到氧化铈表面，经过不同的处理过程，发现经过氩气等离子处理，再经过 H2高温还原后的样品(如图 1.2a 所示)其水汽变换反应(WGS)的活性得到了提升(如图 1.2b 所示)[21]。为负载金属选择合适的负载方法以及合适的预处理手段以制备高效的催化剂也变得尤为重要，随着研究的深入，负载方法的日臻完善，为我们今后制备负载型金属提供了借鉴的经验。
图 1.3 (a) 纳米 Au 颗粒负载在 TiO2(110)晶面上的扫描隧道显微图片[22]; (b) 不同尺寸的纳米 Au 颗粒负载在 TiO2(110)晶面上的一氧化碳氧化活性曲线[22]。Figure 1.3 (a)A CCT STMinage ofAu/TiO2(110)[22](b)The activity for CO oxidation at 350 K aa function of the Au cluster size supported on TiO2assuming total dispersion of the Au.[22]1.1.2 载体的作用不仅活性金属的物种变化会对催化剂性能造成影响，载体的种类[24–26]，以及相同金属氧化物的不同晶型[27–30]也会对催化剂的催化能力造成一定的影响。2004 年，西班牙 Valencia 理工大学的 Corma 课题组将金纳米颗粒负载在CeO2,TiO2, Fe2O3三种不同的载体上，研究不同载体对负载金纳米颗粒的一氧化碳氧化能力的影响，发现氧化铈负载金纳米颗粒(如图 1.4a 所示)的一氧化碳氧化能力远远超过其他两个载体(如图 1.4b 所示)[24]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Direct fabrication of cerium oxide hollow nanofibers by electrospinning[J]. 崔启征,董相庭,王进贤,李梅. Journal of Rare Earths. 2008(05)
本文编号：2975925
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
(a)样品XRD图谱
氧化铈负载的双金属型小尺寸催化材料的合成、催化性能及其“构效关系”研究性，使得乙醇的转化率也随着活性金属组分的不同而不同(如图 1.1b 所示)[20]。因此，选择合适的活性金属催化反应也是研究者所迫切需要解决的问题。不同的负载方法对活性金属活性位点的暴露有一定的影响，进而影响其催化反应性能。比利时 Liege 大学的 Job 课题组通过静电吸附法、浸渍法、还原法将铂纳米颗粒负载到碳凝胶上，发现静电吸附制备的 Pt/C 其电催化性能优于其他两种方法[19]。西班牙 Alicante 大学的 Ramos-Fernandez课题组通过浸渍法将铂负载到氧化铈表面，经过不同的处理过程，发现经过氩气等离子处理，再经过 H2高温还原后的样品(如图 1.2a 所示)其水汽变换反应(WGS)的活性得到了提升(如图 1.2b 所示)[21]。为负载金属选择合适的负载方法以及合适的预处理手段以制备高效的催化剂也变得尤为重要，随着研究的深入，负载方法的日臻完善，为我们今后制备负载型金属提供了借鉴的经验。
图 1.3 (a) 纳米 Au 颗粒负载在 TiO2(110)晶面上的扫描隧道显微图片[22]; (b) 不同尺寸的纳米 Au 颗粒负载在 TiO2(110)晶面上的一氧化碳氧化活性曲线[22]。Figure 1.3 (a)A CCT STMinage ofAu/TiO2(110)[22](b)The activity for CO oxidation at 350 K aa function of the Au cluster size supported on TiO2assuming total dispersion of the Au.[22]1.1.2 载体的作用不仅活性金属的物种变化会对催化剂性能造成影响，载体的种类[24–26]，以及相同金属氧化物的不同晶型[27–30]也会对催化剂的催化能力造成一定的影响。2004 年，西班牙 Valencia 理工大学的 Corma 课题组将金纳米颗粒负载在CeO2,TiO2, Fe2O3三种不同的载体上，研究不同载体对负载金纳米颗粒的一氧化碳氧化能力的影响，发现氧化铈负载金纳米颗粒(如图 1.4a 所示)的一氧化碳氧化能力远远超过其他两个载体(如图 1.4b 所示)[24]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Direct fabrication of cerium oxide hollow nanofibers by electrospinning[J]. 崔启征,董相庭,王进贤,李梅. Journal of Rare Earths. 2008(05)
本文编号：2975925
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/2975925.html
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