氧化铈纳米管负载金_钯催化一氧化碳氧化研究

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1、摘要摘要氧化铈作为一种重要的稀土功能材料，由于其具有氧缺陷、储放氧能力强及易于实现三价铈与四价铈转化等特点，使得其在工业催化剂领域具有重要的地位。一氧化碳催化氧化广泛应用于气体传感，汽车尾气排放处理和燃料电池等领域。催化一氧化碳氧化经常使用的催化剂有铂、金、钯、铜等金属。块状的贵金属化学性质不活泼，而当其粒径变小达到几纳米时呈现出卓越的催化效果。各种形貌氧化铈纳米材料作为载体负载贵金属应用于一氧化碳氧化反应呈现出的催化效果也十分显著，而其中氧化铈纳米管作为载体时负载贵金属催化剂的催化效果更佳。本文选择二氧化铈纳米管作为载体，贵金属金、钯纳米颗粒为活性组分制备催化剂研究其催化CO氧化的性能

2、，同时对比不同形貌的氧化铈纳米材料负载金催化剂，及不同还原温度对Pd催化剂的催化活性影响。具体研究内容如下：1：水热法合成氧化铈纳米管、纳米棒及纳米立方块，化学还原法制备出金纳米颗粒，采用等体积浸渍法实现金纳米颗粒在氧化铈纳米材料上的负载。以CO氧化为探针反应，对比研究不同氧化铈纳米材料催化CO氧化的效果。发现氧化铈纳米管负载金催化剂的催化效果最好，通过BET，XPS，H2-TPR，TEM等表征手段发现氧化铈纳米管、纳米棒及立方块所暴露的晶面不同，与金纳米3++颗粒之间的相互作用不同。Au/CeO2NT催化剂含有更多的Ce和Au，催化CO氧化效果最好。2：以氧化铈纳米管为载体，采用等体积

3、浸渍法负载钯纳米颗粒制备Pd/CeO2NT催化剂，利用氢气作为还原气体，在150℃、250℃和350℃下还原两小时，考察不同还原温度对催化剂催化CO氧化活性的影响。对比研究发现在350℃下还原的催化剂催化效果最佳，在70℃即可实现CO的完全氧化。通过XRD，H2-TPR，BET，XPS，TEM等表征手段发现在350℃下还原两小时的催3+0化剂其表面的Ce和Pd含量最多。关键词：氧化铈；贵金属；CO氧化；纳米材料IIAbstractABSTRACTAsanimportantrareearthfunctionalmaterial,ceriaiswidelyusedasacatalystbec

4、auseofitsoxygendeficiency,strongabilitytostoreandreleaseoxygenandeasy3+4+conversionofCeandCe.Carbonmonoxidecatalyticoxidationwidelyusedingassensing,automobileexhaustandfuelcells.Catalystsfrequentlyusedforthecatalyticoxidationofcarbonmonoxideincludemetalssuchasplatinum,gold,palladium,andcopperands

5、oon.Thebulkofpreciousmetalischemicallyinert,whenitsparticlesizebecomesnanometersthatexhibitsanremarkablecatalyticeffectforcarbonmonoxideoxidation.Variousmorphologiesofceriananomaterialsusedascatalyticcarriertosupportpreciousmetalsforcarbonmonoxideoxidationshowedgoodcatalyticeffect.Theceriananotub

6、essupportednoblemetalcatalystsforcarbonmonoxideoxidationtheeffectisoutstanding.Inthispaper,CeO2nanotubeswereselectedascarrierstosupportnoblemetalgoldandpalladiumnanoparticlecatalyststostudytheircatalyticpropertiesforCOoxidation.Meanwhile,studyingtheeffectofcatalyticactivityforPdcatalystsunderthed

7、ifferentreductiontemperatures.Thespecificresearchcontentsareasfollows.1.UsingthehydrothermalmethodsynthesisofCeO2nanotubes,nanorodsandnanocubes,chemicalreductionmethodtopreparegoldnanoparticles,incipientwetnessimpregna