鈰基非貴金屬催化劑的制備及其催化CO還原NO的研究.pdf

1、NO和CO的過度排放已對自然界和人類造成了大量危害，因此研究通過催化CO還原NO從而達(dá)到對兩種有害氣體的共同消除，有著重要的現(xiàn)實意義。某些非貴金屬因其表現(xiàn)出的高活性可有希望代替稀缺的貴金屬來作為消除NOx的催化劑，已成為很多研究者關(guān)注對象。作為活性載體的CeO2因為其優(yōu)秀的儲氧能力，也被越來越廣泛的應(yīng)用到氧化還原反應(yīng)中。本論文選擇鈰基氧化物負(fù)載Cu或Ni為催化劑，對其催化CO還原NO的性能進(jìn)行研究。
　　 采用溶膠凝膠(SG)、

2、沉積沉淀(DP)和共沉淀法(CP)制備了CuO-CeO2催化劑，制備過程中表面活性劑的添加可以增大載體比表面積，更好的分散活性金屬粒子，并提供更多有利于反應(yīng)的氧空位。向載體中分別引入Sr2+和Zr4+后，Sr的摻雜會降低載體的比表面積最終導(dǎo)致活性下降，而在共沉淀制備方法中，適量Zr的引入則可以提高Cu2+的可被還原性，起到促進(jìn)活性的作用。
　　 在此基礎(chǔ)上，以共沉淀法制備了不同Cu量和不同Ni量的催化劑。對于Cu系列催化劑，11

3、.5％CuO-Ce0.9Zr0.1O2在150℃時，NO的轉(zhuǎn)化率達(dá)到35％，16％CuO-Ce0.9Zr0.1O2在100,000h-1的高空速下，300℃時N2生成率達(dá)到100％，并通過XRD，N2吸附等溫曲線，Raman，H2-TPR和NO-TPD表征手段，研究了催化劑的結(jié)構(gòu)特征，氧化還原性能以及活性位在反應(yīng)中的作用。H2-TPR結(jié)果揭示了主要有兩類Cu物種參與氧化還原反應(yīng)，并提出了在NO+CO反應(yīng)中，較低溫度區(qū)間重要的活性物種是高

4、分散的銅，而高溫反應(yīng)區(qū)間起作用的主要是晶格中銅物種的推斷。在這種結(jié)構(gòu)中，能夠摻入晶格中的銅量是被限制的。另外NO-TPD證明了表面氧空位是吸附NO的活性位，NO在活性位上可直接解離形成N2O和N2。
　　 對于x％NiO-Ce0.9Zr0.1O2催化劑，16％NiO-Ce0.9Zr0.1O2活性最好，NO在150℃達(dá)到28％的轉(zhuǎn)化率，350℃時完全轉(zhuǎn)化，但當(dāng)負(fù)載量過多時，過量的金屬氧化物會覆蓋高分散的活性物種，導(dǎo)致NO轉(zhuǎn)化率在低