松散接触下 Au-Ce强相互作用对 Au/CeO2/3DOM Al2O3催化剂催化柴油炭烟燃烧活性的影响

• 作者: 刘坚 姜桂元 段爱军 赵震 靳保芳 韦岳长
• 来源期刊: 催化学报
• 关键词: 三维有序大孔材料 金纳米颗粒 二氧化铈 炭烟燃烧 协同效应
• 年，卷（期）: 2016,（6）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 923-933
• 页数: 11页
• 字数: 1308字
• 语种: 中文
• DOI: 10.1016/S1872-2067(15)61094-4

摘要

与汽油发动机相比,柴油发动机具有热效率高、CO2排放低、寿命长、续航距离远和经济性好等优点,可大大缓解能源短缺,降低 CO2排放量.因此,机动车柴油化是当前发展趋势.然而,柴油发动机在使用过程中会排放大量炭烟颗粒物,对人体危害极大.因此,控制炭烟颗粒排放成为环境催化研究的重点之一.<br>　　炭烟颗粒物催化燃烧反应是典型的固(炭烟颗粒)-固(催化剂)-气(O2)多相催化反应.三维有序大孔氧化物(3DOM)具有大孔径和内部贯通的孔道结构,能有效提高炭烟颗粒与催化活性中心的接触性能.同时,纳米 Au颗粒在大孔氧化物表面的负载可有效提高催化剂本征活性,但纳米 Au颗粒催化剂热稳定性较差. CeO2具有较好的储放氧性能,可与贵金属活性组分发生相互作用,从而提高贵金属纳米颗粒的分散度和稳定性.因此,本文从柴油炭烟颗粒物催化燃烧反应本质出发,设计制备了高炭烟燃烧催化活性的3DOM氧化物担载 Au基催化剂,研究了 Au与 CeO2强相互作用对炭烟燃烧活性的影响.<br>　　采用胶体晶体模板法制备3DOM Al2O3载体,由微孔膜氨沉淀法制备 CeO2/3DOM Al2O3催化剂,以还原-沉积法制备 Au/3DOM Al2O3和 Au/CeO2/3DOM Al2O3催化剂,并利用扫描电镜、N2物理吸附-脱附、X射线衍射、透射电镜、紫外漫反射光谱、H2程序升温还原和 X射线光电子能谱等手段对催化剂形貌、比表面积、物理化学性质和氧化还原性进行了表征.结果表明,在 CeO2/3DOM Al2O3中, Al3+可进入到氧化铈晶格内,形成 Al-Ce-O固溶体,产生氧空位,这有利于氧物种转移.此外, Au/CeO2/3DOM Al2O3催化剂中 Au和 CeO2之间的强相互作用能增加 Au纳米颗粒表面活性氧物种数量,从而促进柴油炭烟燃烧反应.纳米颗粒 Au的担载使得催化柴油炭烟燃烧的起燃温度明显降低,其中 Au/CeO2/3DOM Al2O3催化剂表现出最高的催化活性,T10,T50和T90分别为273,364和412oC.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	赵震	中国石油大学北京重质油国家重点实验室	49	379	10.0	18.0
2	刘坚	中国石油大学北京重质油国家重点实验室	19	172	6.0	13.0
3	段爱军	中国石油大学北京重质油国家重点实验室	21	313	10.0	17.0
4	姜桂元	中国石油大学北京重质油国家重点实验室	17	191	8.0	13.0
5	韦岳长	中国石油大学北京重质油国家重点实验室	6	45	4.0	6.0
6	靳保芳	中国石油大学北京重质油国家重点实验室	1	11	1.0	1.0