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铜铈基纳米催化剂的形貌和结构对其还原NO的活性和吸附行为影响

作　者: 姚志建
导　师: 董林
学　校: 南京大学
专　业: 物理化学
关键词: 氧化铈氧化铜形貌结构 NO还原
分类号: O643.36
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 59次
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内容摘要

本论文结合运用XRD, BET, TPR, Raman, TEM, HRTEM, UV-vis,原位红外和NO+CO模型反应等多种表征手段对铜铈基催化剂进行表征,主要考察了载体结构对铜基催化剂还原NO的活性和吸附行为的影响。此外还考察了不同前驱体铈盐所制备Ce02的形貌和纳米尺寸对其还原NO活性的影响。并且结合嵌入模型对相关结果进行了分析,主要得到以下的结论：第一部分这部分工作主要考察了载体结构对铜基催化剂的活性和吸附行为的影响。分散态铜物种可以嵌入载体的表面空位,如在氧化铈(111)表面是不对称的五配位结构,在四方氧化锆(111)表面是拉伸的三角双锥构型,而在Y-氧化铝(110)表面则处于对称八面体结构。表面结构的非相似性决定了铜物种和载体之间的协同作用存在着差异,所以CuO/CeO2催化剂表现出较强的低温还原能力和较高的NO还原活性。NO吸附／脱附的原位红外结果表明,相对于CuO/γ-Al2O3, CuO/t-ZrO2催化剂表面的NO吸附物种,吸附在含铈相催化剂表面的单齿硝酸盐和桥式硝酸盐比较活泼,很容易发生脱附或转换,且在温度高于100℃时,由于表面生成氧空位,NO得到电子生成NO~-,这些NO-物种可以聚合形成连二亚硝酸盐。原位红外共吸附结果表明载体结构和反应温度决定了吸附态NOx物种的类型和活性。相对于其他样品,含铈相催化剂表面的螯合亚硝基、桥式和双齿硝酸盐非常活泼,在低温下即可与CO发生反应。第二部分本部分工作主要探究了铈盐前驱体对CeO2的形貌和纳米尺寸的影响,以及氧化铈的形貌和纳米尺寸对NO还原活性的影响。实验结果表明,硝酸亚铈Ce(NO3)3前驱体制得二氧化铈纳米棒,同时硝酸铈氨(NH4)2Ce(NO3)6和硫酸铈Ce(SO4)2前驱体制得平均尺寸在4-6 nm的球状纳米颗粒。相对于二氧化铈纳米棒,这些纳米颗粒表现出更大的晶格应力和更高的NO还原活性,这些结果主要归因于纳米尺寸效应显著地提高了催化剂表面氧的还原性,从而有利于氧空位的形成。另外,NO在这些不同形貌二氧化铈上的吸附种类和构型是类似的。但是,四价铈盐制备的二氧化铈纳米颗粒比三价铈盐制备的纳米棒具有更好的活化吸附态的NO物种的能力。

全文目录

中文摘要  3-5
英文摘要  5-7
第一章前言及文献综述  7-24
  1.1 前言  7
  1.2 CO+NO的消除  7-11
  1.3 相关体系文献综述  11-20
  1.4 论文的选题及意义  20-21
  参考文献  21-24
第二章铜基催化剂的载体结构对其还原NO的活性和吸附行为影响  24-47
  2.1 前言  24-26
  2.2 实验部分  26-28
  2.3 结果与讨论  28-43
  2.4 结论  43-44
  参考文献  44-47
第三章不同前驱体制备Ce0_2的形貌和纳米尺寸对其还原N0的活性和吸附行为影响  47-63
  3.1 前言  47-49
  3.2 实验部分  49-51
  3.3 结果与讨论  51-60
  3.4 结论  60-61
  参考文献  61-63
攻读硕士学位期间的主要工作  63-64
致谢  64-65

铜铈基纳米催化剂的形貌和结构对其还原NO的活性和吸附行为影响

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