氧化铈负载金属模型催化剂的表面科学研究
发布时间：2021-04-16 13:28
氧化铈因其出色的氧化还原特性和储/放氧的能力在许多重要的催化反应中被用作催化剂或金属催化剂的载体。氧化铈负载的Ag-Ni双金属催化剂具有易于制备和低成本的优势,并且由于存在Ag与Ni之间的配位和集团效应以及金属Ag、Ni和氧化铈间的相互作用而具有独特催化性能被应用于许多重要催化反应中,如有机污染物的还原反应。Sm/Ca掺杂到氧化铈后能够提高氧化铈的催化活性、热稳定性及电化学性能。与Ni/ceria催化剂相比,Sm/Ca掺杂的氧化铈负载Ni体系具有更佳的催化性能。为了开发新型高效催化剂、提高现有催化剂的效率,本论文从“模型催化剂”入手,利用现代表面科学分析技术,力图从原子分子层面来理解氧化铈负载Ag-Ni双金属以及Sm/Ca掺杂的氧化铈负载Ni催化剂体系中的形貌、负载金属与衬底氧化物间相互作用、掺杂金属对氧化铈的调控、双金属间相互作用、金属在衬底氧化物上的热稳定性及其影响因素。本论文具体研究内容和成果如下:1.利用X射线光电子能谱（XPS）、扫描隧道显微镜（STM）和低能电子衍射谱（LEED）系统研究了 Ag、Ni和Ag-Ni双金属纳米颗粒在氧化的CeO2（111）及还原的CeO1.95...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
Hz和Nz合成NH，在Fe
?ＮＨｉｇ?＋?Ｈｇ?ＮＨ：＾??ＮＨ；＾?＋?Ｈ＾ｇ?＊５＝＾?Ｎ?Ｈａ＾ｇ?Ｎ?Ｋｂ??图１．１?Ｈ２和Ｎ２合成ＮＨ３在Ｆｅ单晶表面的反应机理［３］。??自己的一系列研宄证实了模型催化的体系是可以推广到工业催化的生产体系中。??虽然人们在金属单晶上研究分子吸附的反应取得了一些成果，但是相对于实际催??化剂而言，金属单晶体系能够提供的信息还是太少。金属与载体构成了现代催化??剂。随着不断深化认识催化剂，人们发现，载体既可承载活性组分，其本身也有??活性［４］。此外，载体与金属之间还会发生强的或者弱的相互作用，甚至在有些体??系中，载体与金属还会形成化合物，所有这些因素都会进一步影响金属的电子结??构和催化性能［５］。基于以上原因，人们引入了负载型模型催化剂，即在超高真空??的条件下，用物理或者化学的方法沉积金属到载体表面，以便能更加准确理解实??际催化剂。在实际催化剂中
１．２．２?Ｃｅ０２的性质与结构??Ｃｅ０２呈粉末状，熔点为２４００?°Ｃ，晶体结构为立方晶系萤石型（ＣａＦ２）结构。??如图１．３所示，在Ｃｅ０２的晶胞结构中含有８配位的Ｃｅ４＋和４配位的０２－?［２３］。其??中Ｃｅ４＋以面心立方点阵排列，而０２＿占所有四面体的空位。高温加热或者在还原??性气氛中，Ｃｅ０２晶格氧会缺失，产生氧空穴，并导致部分Ｃｅ４＋阳离子被还原为??Ｃｅ３＋阳离子，而变成部分还原的ＣｅＯｘ（１．５＜ｘ＜２）［２４，?２５］，此ＣｅＯｘ仍然为立方萤??石结构。持续加热，立方萤石结构的Ｃｅ０２最终会转变为立方密堆积的Ｃｅ２０３。??Ａ?Ｃｅ０２?ｕｎｉｔ?ｃｅｌｌ?Ｂ?Ｃｅ０２?（１００）??ｚ?ｔ?ｒ??ｈｏｏ】（Ｄ１Ｇ！?‘?—?＿?—＾?‘０１１！Ｚ?｜０＇Ｔ｜??Ｃ?ＣｅＯ２（１１０）?Ｄ?Ｃｅ０２（１１１）??ｒ?Ｃｅ４，?＃?Ｏｊ＇??图１．３（八）〇６〇２晶体结构以及印）（１００）、（（：）（１１０）和（〇）（１１１）面的原子结构［２３］。??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Interaction of cobalt with ceria thin films and its influence on supported Au nanoparticles[J]. Wei-Jia Wang,Yan Wang,Qian Xu,Huan-Xin Ju,Tao Wang,Zhi-Jie Tao,Shan-Wei Hu,Jun-Fa Zhu. Chinese Chemical Letters. 2017(08)
[2]Effects of Light Rare Earth on Acidity and Catalytic Performance of HZSM-5 Zeolite for Catalytic Cracking of Butane to Light Olefins[J]. 王晓宁,赵震,徐春明,段爱军,张莉,姜桂元. Journal of Rare Earths. 2007(03)
本文编号：3141518
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
Hz和Nz合成NH，在Fe
?ＮＨｉｇ?＋?Ｈｇ?ＮＨ：＾??ＮＨ；＾?＋?Ｈ＾ｇ?＊５＝＾?Ｎ?Ｈａ＾ｇ?Ｎ?Ｋｂ??图１．１?Ｈ２和Ｎ２合成ＮＨ３在Ｆｅ单晶表面的反应机理［３］。??自己的一系列研宄证实了模型催化的体系是可以推广到工业催化的生产体系中。??虽然人们在金属单晶上研究分子吸附的反应取得了一些成果，但是相对于实际催??化剂而言，金属单晶体系能够提供的信息还是太少。金属与载体构成了现代催化??剂。随着不断深化认识催化剂，人们发现，载体既可承载活性组分，其本身也有??活性［４］。此外，载体与金属之间还会发生强的或者弱的相互作用，甚至在有些体??系中，载体与金属还会形成化合物，所有这些因素都会进一步影响金属的电子结??构和催化性能［５］。基于以上原因，人们引入了负载型模型催化剂，即在超高真空??的条件下，用物理或者化学的方法沉积金属到载体表面，以便能更加准确理解实??际催化剂。在实际催化剂中
１．２．２?Ｃｅ０２的性质与结构??Ｃｅ０２呈粉末状，熔点为２４００?°Ｃ，晶体结构为立方晶系萤石型（ＣａＦ２）结构。??如图１．３所示，在Ｃｅ０２的晶胞结构中含有８配位的Ｃｅ４＋和４配位的０２－?［２３］。其??中Ｃｅ４＋以面心立方点阵排列，而０２＿占所有四面体的空位。高温加热或者在还原??性气氛中，Ｃｅ０２晶格氧会缺失，产生氧空穴，并导致部分Ｃｅ４＋阳离子被还原为??Ｃｅ３＋阳离子，而变成部分还原的ＣｅＯｘ（１．５＜ｘ＜２）［２４，?２５］，此ＣｅＯｘ仍然为立方萤??石结构。持续加热，立方萤石结构的Ｃｅ０２最终会转变为立方密堆积的Ｃｅ２０３。??Ａ?Ｃｅ０２?ｕｎｉｔ?ｃｅｌｌ?Ｂ?Ｃｅ０２?（１００）??ｚ?ｔ?ｒ??ｈｏｏ】（Ｄ１Ｇ！?‘?—?＿?—＾?‘０１１！Ｚ?｜０＇Ｔ｜??Ｃ?ＣｅＯ２（１１０）?Ｄ?Ｃｅ０２（１１１）??ｒ?Ｃｅ４，?＃?Ｏｊ＇??图１．３（八）〇６〇２晶体结构以及印）（１００）、（（：）（１１０）和（〇）（１１１）面的原子结构［２３］。??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Interaction of cobalt with ceria thin films and its influence on supported Au nanoparticles[J]. Wei-Jia Wang,Yan Wang,Qian Xu,Huan-Xin Ju,Tao Wang,Zhi-Jie Tao,Shan-Wei Hu,Jun-Fa Zhu. Chinese Chemical Letters. 2017(08)
[2]Effects of Light Rare Earth on Acidity and Catalytic Performance of HZSM-5 Zeolite for Catalytic Cracking of Butane to Light Olefins[J]. 王晓宁,赵震,徐春明,段爱军,张莉,姜桂元. Journal of Rare Earths. 2007(03)
本文编号：3141518
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