CuO／CeO2催化剂的催化氧化性能及其表征.pdfVIP

第20卷 第2期 中 国 稀 土 学 报 2002年4月 V0l幻 №．2 JOURNAL OF THE C|ⅡNEsE RARE EAI汀H SOCIETY A兀r．2∞2 CuO／CeO2催化剂的催化氧化性能及其表征 蒋晓原一*，周仁贤 ，袁 骏 ，吕光烈 ，郑小明 (浙江大学1．催化研究所；2．硅材料国家重点实研室；3．分析测试中心，浙江杭州310028) 摘要：用0o漉动反应法，程序升温还原(TPR)，光电子能谱(XFS)和X射线衍射Ri~tveld分析等技术研究了CaO．Ce02及CuO／CeO2各组分 催化剂。结果表明：单组分的CuO和c 对co的氧化活性较低、但cuo与 形成复告氧化物后．其c0氧化活性明显提高，这可能与铜 物种在CeO2表面的价态(Cu 和cu )，分散状态和还原性能有关。CuO在c砷2上的负载量对铜物种在ce啦表面形成的价态(Ca ’和cu ) 至关重要，CuO的负载量为1．0％时，XPS检测不到cu2p3／2(ev)结台能；当CttO的负载量为5．0％时，CuO主要以cu 和cu 形式存在，而 负鼗量太于5 O％时，CaO则以cu +形式存在。由于形成了CuO／CeO~复合氧化物，使离子半径小于Ce* 的CuO进人了ce啦晶格；当CuO 的负载量达到5 O％时．CuO的晶粒尺寸值为最小(6 1 nm)．而晶格畸变值为最大(2 B6x 10 )，此时，催化剂具有较高的表面能和最佳的 CO氧化活性。 关键葡：稀土；CuO／Ce02催化剂；c0催化氧化 中围分类号：0643．3 文献标识码：A 文章编号：1000—4343(2CO2)02—0l1l一05 ceo2或含CeO2材料具有独特的催化氧化和 剂的制备采用浸渍法，用计算量的硝酸铜溶液等 还原特性【 ，能改善催化剂活性组分在载体上 体积浸渍在ce 上，经陈化、干燥、最后放人马 的分散，增强载体的热稳定性和氧化还原性等优 弗炉，500℃空气气氛中焙烧4 h，得到各组分的 点。多数研究是将CeO2作为助剂和添加 ，与 CuO／CeO：催化剂样品，分别表示为：1．0％CuO／ 贵金属(Pt，Pd，ah)联用。而将CeO2作为载体或 CeO2，3．0％ CuO／CeO2，5 0％ CuO／CeO2，8．0％ 做成复合载体，负载过渡金属，从微观结构的角度 CuO／CeO2，10．0％CuO／CeO：，15．0％ CuO／CeO2， 表征和分析催化剂活性提高的原因这方面的研究 10．0％CuO／CeO2(750℃，2 h)，10．0％CuO／CeO2 不多。人们已应用多种现代测试技术表征了CeO (9O0℃，2 h)。 在催化剂中的作用 ，6J，发现它在氧化还原反应中 1．2 催化剂CO氧化活性评价 主要表现出Ce ／Ce“的相互转化，使催化剂活性 CO氧化反应在固定床流动反应装置上进行， 中心离子的价态降低；此外，CeO2叉具有CaF2型 催化剂装量为0．5 ml，空速10000 h～，反应气体 结构，它的还原特性均因晶格中引人其他过渡金 组成：CO 2．4％，O2 1．2％，其余为N2。反应气体 属离子得以改善。本研究用CO流动反应法、TPR、 和产物由气相色谱分析，色谱柱为BX分子筛和 XPS和X射线衍射Rietveld分析等技术研究了 ProparkQ柱，热导池检测。 CuO／CeO2各组分的催化性能，为进一步研究CeO2 1．3 催化剂性能表征 基过渡金属氧化物催化剂提供了理论基础。 H2一TPR采用色谱法，用热导检测升温过程中 H2的消耗量。还原气为H2．N2混合气( 5％，体 1 关验部分 积分数)。将定量的样品装入石英管直径为6