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鸟巢状CuCeZrOx三元复合氧化物的合成及其对碳烟颗粒的催化氧化性能研究
  • ISSN号:1000-324X
  • 期刊名称:《无机材料学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ174[化学工程—陶瓷工业;化学工程—硅酸盐工业]
  • 作者机构:[1]中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050, [2]中国科学院大学,北京100049
  • 相关基金:国家重大科技基础研究发展计划(973)(2013CB933200);国家杰出青年科学基金(51225202);国家自然科学基金(51502330)
中文摘要:

采用尿素均相沉淀法合成了CuCeZrOx(CCZ)三元复合氧化物催化剂。采用X射线衍射分析(XRD)、N2-吸脱附测试、X射线光电子能谱(XPS)、扫描透射电镜(STEM)、程序升温还原(脱附、氧化)等技术, 考察煅烧温度对催化剂的物化性质和催化碳烟燃烧活性的影响。结果表明: 350℃煅烧产物CCZ-350表现出最优的催化活性: 在空速为12000 mL/(gcatalyst·h), O2浓度为10vol%, NO浓度为500×10–6, 催化剂和碳烟以10︰1质量比松散接触条件下, 碳烟颗粒最大燃烧速率温度T50 = 407℃, 同时表现出极佳的抗水汽中毒和抗SO2中毒性能, 这与活性组分的高度分散以及催化剂表面大量高活性吸附氧物种的存在有关。此外, 催化剂材料具有疏松多孔的鸟巢状结构, 有利于催化剂和碳烟颗粒的充分接触。该催化剂在柴油车尾气排放温度范围内(150-400℃)还能完全催化氧化柴油车尾气中CO、C3H6和C3H8等其他污染物, 显示出优异的催化净化柴油车尾气的综合性能。

英文摘要:

A series of ternary composite oxides CuCeZrOx calcined at different temperatures were prepared by a homogeneous precipitation method using urea as the precipitant. X-ray diffraction (XRD), N2 adsorption-desorption analysis, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning transmission electron microscope (STEM), and temperature-programmed reduction (or desorption, oxidation) (TPR, TPD or TPO) measurements were utilized to investigate the influence of calcination temperatures on the physicochemical property and catalysis performance towards soot catalytic oxidation. The CCZ-350 (calcined at 350℃) sample exhibits the optimized catalysis performance: temperature at the maximum rate of soot oxidation (T50) = 407℃, under test conditions of space velocity = 12000 mL/(gcatalyst·h), c(O2) = 10vol%, c(NO) = 500×10-6, and mass ratio of (loosely contacted) catalyst/soot = 10/1. It is believed that theabundant high-reactive adsorbed oxygen species on CCZ-350 surface contribute much to its outstanding catalysis performance. Besides, CCZ-350 with a loose-packing and porous morphology favors its sufficient contact with soot, thus further benefiting the catatlytic activity towards soot combustion. More importantly, CCZ-350 also presents good water vapor and SO2 resistence performance as well as good capability of eliminating other pollutants in diesel exhaust at low temperatures (150-400℃), such as CO, C3H6 and C3H8.

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期刊信息
  • 《无机材料学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院上海硅酸盐所
  • 主编:郭景坤
  • 地址:上海市定西路1295号
  • 邮编:200050
  • 邮箱:wjclxb@mail.sic.ac.cn
  • 电话:021-52411302
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-324X
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1363/TQ
  • 邮发代号:4-504
  • 获奖情况:
  • 获"中国百种杰出学术期刊"称号
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),瑞典开放获取期刊指南,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21274