铈锆固溶体.ppt

原因
❖ 由于CH4催化氧化反应是结构敏感反应, 四方相结 构的催化剂的初始活性要优于立方相的. 随着铈锆 比的增加固溶体的相态逐渐由四方相向立方相转化, 从而呈现出铈锆比为2/8的催化剂的起始活性较高. 而对于反应最终转化率, 随着反应温度的升高, 立方 相的催化剂开始发挥主要作用. 铈锆比为5/5的催化 剂有较高的储氧能力, 能够满足高温下吸附氧和晶 格氧的快速传递, 因而呈现出较高的转化率.
背景
❖ 汽车尾气污染控制的方式主要有机内净化和机外净化两种. 其研究主要集中在催化净化催化剂上. 目前使用的三效催化 剂( TWC)主要是贵金属( Pt、Rh、Pd)型催化剂, 助剂氧化铈 是TWC的重要组成部分.
❖ 氧化铈具有储氧/释氧能力, 在贫燃条件下储藏氧, 富燃条件 下释放氧, 从而使CO、HC和NOx同时具有高的转化率. 但是 汽车尾气处理操作窗口宽, 在高温下氧化铈发生烧结现象, 导 致整个催化剂比表面下降, 活性下降.
固相反应法
❖ 将一定摩尔配比的硝酸铈和氧氯化锆混合物 与一定量的十六烷基三甲基溴化铵混合. 研成 细粉后, 和已研细的NaOH混和,使OH/( Zr+Ce)比为4/1, 在搅拌的条件下, 使混合物 间反应完全. 然后将所得产物转入带四氟乙烯 衬里的高压反应釜中在110℃下晶化24h, 最 后将晶化产物用去离子水洗至不含氯离子, 干 燥、焙烧即得铈锆固溶体CexZr1-xO2
❖ 在对CO的催化氧化评价过程中发现, CO的转化 率随铈锆比的增大先升高后降低. 这是由于富铈固 溶体为立方相结构, 而富锆固溶体四方相结构占主 导, 立方相结构的固溶体对CO反应有着较高的氧化 还原活性
结论
❖ 制备方法对铈锆固溶体的结构和性能影响较 大.固相反应法所得样品热稳定性较差, 使得 焙烧后样品的比表面和储氧性能大幅度降低. 而共沉淀法得到的固溶体不仅热稳定性高, 而 且拥有集中而又发达的孔隙结构; 优化的理化 结构使得以其为载体合成的催化剂对CH4和 CO拥有较低的起燃温度和较高的转化率
❖ 将一定量的铈锆固溶体浸渍在含有H2PdCl4 的溶液中, 室温搅拌24小时, 在100℃条件下 干燥24小时, 然后500℃ 下焙烧4小时, 得催化 剂前驱体PdO/Cex Zr1-xO2. 所合成催化剂Pd 的负载量为0. 4%.
铈锆比对催化剂反应性能的影响
❖ 由图7可得, 随着载体中铈含量的增加, 催化剂的起 燃温度逐渐增加，而反应的最终转化率则与此不同
共沉淀法
❖ 取一定量的表面活性剂溶解在蒸馏水中, 搅拌 3小时后加入硝酸铈和硝酸氧锆. 继续搅拌1小 时后, 开始滴加一定浓度的氨水进行沉淀, 并 调节至pH值至11. 0, 然后在80℃ 恒温水浴中 回流老化24h, 对所得产物抽滤、洗涤、干燥, 焙烧后得铈锆固溶究发现在CeO2中掺杂Zr4+、La3+、Ga3+等, 可提高CeO2的 抗高温烧结性和降低其还原温度特别是Zr4+的加入, 易形成铈 锆固溶体, 从而改善CeO2的体相特性, 使其表现出良好的氧 化还原活性和储氧能力, 并且显示出较高的热稳定性和优异 的低温催化性能
合成方法
❖ 1.固相反应法 ❖ 2.共沉淀法