铈锆固溶体.ppt

铈锆固溶体的合成及其在CH4和CO催化燃烧反应中的应用
背景
汽车尾气污染控制的方式主要有机内净化和机外净化两种. 其研究主要集中在催化净化催化剂上. 目前使用的三效催化剂( TWC)主要是贵金属( Pt、Rh、Pd)型催化剂, 助剂氧化铈是TWC的重要组成部分.
氧化铈具有储氧/释氧能力, 在贫燃条件下储藏氧, 富燃条件下释放氧, 从而使CO、HC和NOx同时具有高的转化率. 但是汽车尾气处理操作窗口宽, 在高温下氧化铈发生烧结现象, 导致整个催化剂比表面下降, 活性下降.
研究发现在CeO2中掺杂Zr4+、La3+、Ga3+等, 可提高CeO2的抗高温烧结性和降低其还原温度特别是Zr4+的加入, 易形成铈锆固溶体, 从而改善CeO2的体相特性, 使其表现出良好的氧化还原活性和储氧能力, 并且显示出较高的热稳定性和优异的低温催化性能
合成方法


固相反应法
将一定摩尔配比的硝酸铈和氧氯化锆混合物与一定量的十六烷基三甲基溴化铵混合. 研成细粉后, 和已研细的NaOH混和,使OH-/( Zr+Ce)比为4/1, 在搅拌的条件下, 使混合物间反应完全. 然后将所得产物转入带四氟乙烯衬里的高压反应釜中在110℃下晶化24h, 最后将晶化产物用去离子水洗至不含氯离子, 干燥、焙烧即得铈锆固溶体CexZr1-xO2
共沉淀法
取一定量的表面活性剂溶解在蒸馏水中, 搅拌3小时后加入硝酸铈和硝酸氧锆. 继续搅拌1小时后, 开始滴加一定浓度的氨水进行沉淀, 并调节至pH值至11. 0, 然后在80℃恒温水浴中回流老化24h, 对所得产物抽滤、洗涤、干燥, 焙烧后得铈锆固溶体CexZr1-xO2
催化剂制备
将一定量的铈锆固溶体浸渍在含有H2PdCl4的溶液中, 室温搅拌24小时, 在100℃条件下干燥24小时, 然后500℃下焙烧4小时, 得催化剂前驱体PdO/Cex Zr1-xO2. 所合成催化剂Pd的负载量为0. 4%.
铈锆比对催化剂反应性能的影响
由图7可得, 随着载体中铈含量的增加, 催化剂的起燃温度逐渐增加,而反应的最终转化率则与此不同
原因
由于CH4催化氧化反应是结构敏感反应, 四方相结构的催化剂的初