何圣超
,
费兆阳
,
李雷
,
孙博
,
冯新振
,
季伟捷
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60716-5
采用简便的“先核后壳”和“先壳后核”途径制备了M@SiO2 (M=Ag,Au,Pt)核壳结构.采用“先核后壳”途径时,金属内核可以控制在6-9 nm,粒径分布均匀,SiO2壳层织构可调.该途径制备过程简便,无需高速离心分离,可有效节约制备成本.由该途径制得的Au@mSiO2中纳米Au的热稳定性高,经550℃空气焙烧后仍能保持高的CO氧化性能(T100=235℃).由“先壳后核”途径制得的核壳结构内核金属粒子也可以控制在＜ 10nm,粒径分布均匀,且SiO2壳层孔隙率可以预调,即使在液相中也可有效消除对硝基苯酚反应物分子的扩散限制,并于室温下将其还原为对氨基苯酚.两种途径所得的核壳结构均呈高单分散态.使用含有不同有机官能团的硅源可对介孔SiO2壳层进行进一步改性,拓展应用领域,因而具有很好的潜在应用前景.
关键词:
核壳结构
,
银
,
金
,
铂
,
纳米粒子
,
二氧化硅
,
一氧化碳氧化
,
对硝基酚还原
徐红
,
傅强
,
包信和
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60673-1
通过简单的浸渍-还原并随后在酸性溶液中处理制备了Pt-Cu双金属催化剂.利用电感耦合等离子体发射光谱、X射线衍射和X射线光电子能谱对不同处理条件下的Pt-Cu纳米粒子的结构和组成进行了表征.研究发现,Pt-Cu催化剂在高温H2中还原形成了PtCu3合金结构,酸洗处理后形成了包含Pt-骨架(Pt-skeleton)的表面结构和PtCu3合金核的纳米粒子.而Pt-骨架结构又可通过在H2中退火转变为规整的Pt-表层(Pt-skin)结构.Pt-表层表面修饰Fe氧化物后在CO选择氧化反应中表现出较好的催化性能.通过此方法制备的三金属Pt-Cu-Fe催化剂可达到与Pt-Fe相近的高活性,并且催化剂中Pt的用量大大降低.
关键词:
一氧化碳氧化
,
铂-表层
,
铁氧化物
,
界面催化
彭洪根
,
彭跃
,
徐香兰
,
方修忠
,
刘玥
,
蔡建信
,
王翔
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60926-3
SnO2是一种具有丰富表面缺位氧的n型半导体,其晶格氧亦可还原.另外其熔点高达1630oC,具有较高的热稳定性能.在过去的几十年中, SnO2主要用作气敏材料.而其作为催化材料的性能,特别是用于大气污染治理则鲜见报道.在过去的几年中,本课题组系统研究了SnO2的催化化学,发现利用传统共沉淀法制备的SnO2纳米粉末,在焙烧温度高于500 oC时,其比表面积通常低于20 m2/g,因而限制了其氧化活性.在SnO2晶格中掺杂Fe、Cr、Mn、Ce和Ta等形成固溶体可有效提高其比表面积并产生更多的活性氧物种,因而其对CO和CH4的氧化活性及稳定性大幅度提高.本课题组近期研究结果表明,采用熔盐法制备的高纯SnO2纳米棒单晶比SnO2纳米颗粒和纳米微球等具有更优异的CO氧化活性,260 oC即可完全氧化CO.且在240–260 oC狭窄温度区间发生转化率突跃,表现出类似贵金属的催化行为.值得指出的是, SnO2纳米棒的比表面积(1 m2/g)远低于其他几种形貌的材料,且无活泼氧存在.但研究表明SnO2纳米棒具有优先暴露的(110)活泼晶面,是导致其活性优良的主要原因.另外,我们采用简单共沉淀法成功制备了高比表面介孔Cu-Sn复合氧化物纳米片(196 m2/g),其在140 oC即可将CO完全氧化,且具有优良的抗水失活性能.因此, SnO2的形貌是影响其催化活性的主要因素之一,但迄今未见较系统深入的研究.在上述工作基础上,本文通过水热法,不添加任何有机模板剂,成功制备了厚度约10 nm的介孔SnO2纳米片和纳米棒及纳米颗粒混合物样品；采用常规共沉淀法制备了SnO2纳米颗粒.并将以上三种不同形貌的SnO2纳米材料用于CO氧化.利用SEM、XRD、N2吸附-脱附、H2-TPR和XPS探讨了不同形貌SnO2催化剂的体相结构和表面性质及其对催化性能的影响.与SnO2纳米颗粒相比,介孔SnO2纳米片具有高的比表面积、孔体积及更活泼的氧中心,因此后者CO氧化活性远高于前者.在空速18000 mL/(g·h)时, SnO2纳米片在260 oC即可完全氧化CO.而SnO2纳米颗粒的CO完全氧化温度高于360 oC. SnO2纳米棒和纳米颗粒的混合样品虽然其比表面积和孔体积及表面活性氧的活性仅略高于SnO2纳米颗粒,但XRD定量结果表明,其具有更多的暴露(110)活泼晶面,因而活性也高于SnO2纳米颗粒. SnO2纳米片催化剂的寿命及抗水性能测试结果表明,该催化剂具有良好的稳定性,且水蒸气仅对其活性产生可恢复的影响.进一步优化其性能, SnO2纳米片有可能用于实际汽车尾气状况下的CO催化清除.
关键词:
氧化锡催化剂
,
纳米片
,
纳米棒
,
暴露活性晶面
,
一氧化碳氧化
王树元
,
舒盼盼
,
陈玲
,
罗孟飞
中国稀土学报
doi:10.11785/S1000-4343.20130603
以θ-Al2O3为载体,采用浸渍法制备了PdO/θ-Al2O3和PdO/CeO2/θ-Al2O3催化剂,比较了催化剂的CO氧化活性和热稳定性.运用X射线粉末衍射(XRD),程序升温还原(H2-TPR),拉曼光谱(Raman),CO化学吸附和物理吸附(BET)等技术对催化剂进行了表征.结果表明,PdO/θ-Al2O3催化剂经过1000℃焙烧后CO氧化活性较低;而PdO/CeO2/θ-Al2O3催化剂经过1000 ℃焙烧后CO氧化活性反而高于500℃焙烧的活性.CeO2能有效提高PdO/CeO2/θ-Al2O3催化剂的热稳定性,在10 h的稳定性实验中无失活现象发生.PdO/CeO2/θ-Al2O3-1000催化剂具有最高的转换频率(TOF =3.36 s-1).
关键词:
CeO2
,
θ-Al2O3
,
CO氧化
,
化学吸附
,
热稳定性
