掺杂二氧化铈纳米材料的合成及其催化性质测试_刘瑞

掺杂二氧化铈纳米材料的合成及其催化性质测试
刘瑞，孙聆东，张亚文，严纯华1,*
1稀土材料化学与应用国家重点实验室，北京大学化学与分子工程学院，北京市成府路202号，100871
*Email: yan@
二氧化铈是一种重要的稀土氧化物功能材料，在催化（汽车尾气处理）、固体氧化物燃料电池、机械抛光、气敏器件等领域有着非常广泛的应用[1]。

作为一种催化剂，二氧化铈的催化性能受其尺寸、形貌以及掺杂元素的影响，而其中掺杂元素对其尺寸、形貌也有影响[2]。

所以在二氧化铈的合成中引入适当的掺杂元素，可以有效的调控其尺寸、形貌以及氧空穴的产生与传递，是改善二氧化铈催化性能的一种有效手段。

在我们组前期的工作中曾经在油胺油酸体系中以硝酸铈铵为原料合成得到了具有高CO催化氧化活性的二氧化铈纳米花[3]。

本文在此基础上，借鉴前人的理论工作[4]，尝试在所合成的二氧化铈材料中引入镍、铜、锌等元素，观察了不同掺杂元素对产物颗粒尺寸及形貌的影响，并测定了其相应的催化性能，实现了通过掺杂对其催化活性进行调节的目的。

关键词：二氧化铈；掺杂；尺寸；形貌；催化活性
参考文献
[1] a) Wang, ZL.; Feng, XD. J. Phys. Chem. B. 2003, 107: 13563. b) Kaneko, K.; Inoke, K.; Freitag, B.; Hungria,
A.; Midgley, P.; Hansen, T.; Zhang, J; Ohara, S.; Adschiri, T. Nano Lett. 2007, 7: 421. c) Liu, WX.; Zhou, K
B.; Wang, L.; Wang, B.; Li, YD. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131: 3140.
[2] Qiu,HL.; Chen, GY.; Fan, RW.; Cheng, C.; Hao, SW.; Chen, DY.; Yang, CH. Chem. Commun. 2011, 47,:9648.
[3] Zhou, HP.; Zhang, YW.; Mai, HX.;; Sun, X .; Liu, Q .; Song, WG.; Yan, CH.; Chem. –Eur. J. 2008, 14: 3380.
[4] Kehoe, AB.; Scanlon, DO.; Watson, GW. Chem. Mater. 2011, 23: 4464.
The Synthesis and Catalytic Capacity Characterization of Doping Ceria Rui Liu, Ling-Dong Sun, Ya-Wen Zhang, Chun-Hua Yan1,* 1State Key Laboratory of Rare Earth Materials Chemistry and Applications, College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijing, 100871
Ceria is one of the most important rare earth functional materials, it is widely used in the catalysis (the treatment of automobile exhaust gases), SOFC, mechanical polishing materials, gas sensors and so forth. Doping in ceria can successfully tune its size, morphology and the generation and transfer of the oxygen vacancies, so it is a useful way to enhance the catalytic capacity of ceria. In our previous study, we have successfully synthesized ceria nanoflowers with high CO oxidation catalytic capacity. Herein, with the help of DFT calculation, we synthesized a series of doping ceria with different dopants (nickel, copper, and zinc), and found their CO oxidation and PROX catalytic capacity can be successfully tuned by doping.。